降栅压技术在MOSFET驱动中的应用.pdf

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1、第22卷第1期电力系统及其自动化学报VoI．22No．12010年2月ProceedingsoftheCSU—EPSAFeb．2O1O降栅压技术在MOSFET驱动中的应用杨冬平，王莉，江登宇(南京航空航天大学自动化学院，南京210016)摘要：为在短路发生时有效保护金属氧化物半导体场效应管(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)，在60V／10A固态功率控制器的驱动电路中，设计降栅压短路保护。通过与M0sFET反串的二极管检测短路故障，一旦发生短路，启动短路保护电路，快速降低MOSFET栅源极电压至

2、其开启电压附近，以增大MOSFET漏源极电阻并使其可控，设计电容放电时间，即可按一定速度关断功率管。仿真和实验结果表明，降栅压短路保护技术能在短路发生时迅速关断M0SFET并在关断过程中起到限流、抑制di／dt、增强抗干扰的作用。关键词：金属氧化物半导体场效应管；降栅压；固态功率控制器；短路保护；驱动电路中图分类号：TM581文献标志码：A文章编号：1003—8930(2010)01—0001—04ApplicationofDropGateVoltageTechnologyinMOSFETDriveCircuitYANGDong—ping，WANGL

3、i，JIANGDeng—yu(CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：InordertOeffectivelyprotectmetal—oxidesemiconductorfieldeffecttransistor(MOSFET)inthee—ventofshortcircuit，adropgatevoltageshortcircuitprotectionwasdesignedin

4、thedrivecircuitof60V／10Asolidstatepowercontroller．ShortcircuitfaultcouldbedetectedthroughthediodewhichwasinserieswiththeMOSFETreversely．Shortcircuitprotectioncircuitwasstartedoncetheshortcircuitfaultoccurred．Thedriverunitpulleddowngate—sourcevoltagetOtheturn—onvoltagequickly，th

5、usthedrain—sourceresistancewasincreasedandcontrolled．AndtheturnoffspeedoftheMOSFETcouldbecontrolledbydesigningthedis—chargetimeofcapacitor．TheresultofsimulationandtestshowsthefunctionofthedriverunitwiththedropgatevoltagetechnologycanturnoffMOSFETquicklyinshortcircuit，limitcurre

6、ntintheturn—offprocess，in—hibitdi／dtandenhanceanti—jamming．Keywords：MOSFET(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)；dropgatevoltage；solidstatepowercontroller；shortcircuitprotection；drivecircuit功率MOSFET以其开关速度快、驱动功率小讨，介绍了降栅压的短路保护原理，并在实验中验等优点在中小容量的场合得到了广泛的应用，但相证了其在MOSFET短路保护中

7、的实用价值。比于绝缘栅双极型晶体管IGBT或大功率双极型1MOSFET的特性晶体管GTR等，M0SFET管具有较弱的承受短时过载的能力，因而其实际使用受到了限制。如何设1．1MOSFET的导通机理计出可靠和合理的驱动与保护电路，对于充分发挥MOSFET简称MOS管，根据导电沟道的性质MOSFET功率管的优点，起着至关重要的作用，也分为N沟道和P沟道两类，每一类又分为增强型和是有效利用MOSFET管的前提和关键。本文对利耗尽型两种Ⅲ。常用N沟道增强型MOSFET，本文用降栅压实现M0SFET管的短路保护进行了探提到的MOSFET也指N沟道增强型，即只有

8、当栅收稿日期：2009一O4—10；修回日期：2009—05—06基金项目：国家973基础研究项目(2007