MOSFET的驱动保护电路的设计与应用

郭毅军，苏小维，李章勇，陈 丽

（重庆邮电大学 自动化学院，重庆 400065）

功率场效应晶体管（Power MOSFET）是一种多数载流子导电的单极型电压控制器件，具有开关速度快、高频性能好、输入阻抗高、噪声小、驱动功率小、动态范围大、无二次击穿现象和安全工作区域（SOA）宽等优点，因此，在高性能的开关电源、斩波电源及电机控制的各种交流变频电源中获得越来越多的应用[1]。但相比于绝缘栅双极型晶体管IGBT或大功率双极型晶体管GTR等[2]，MOSFET管具有较弱的承受短时过载能力，因而其实际使用受到一定的限制。如何设计出可靠和合理的驱动与保护电路，对于充分发挥MOSFET功率管的优点，起着至关重要的作用，也是有效利用MOSFET管的前提和关键。文中用IR2130驱动模块为核心，设计了功率MOSFET驱动保护电路应用与无刷直流电机控制系统中，同时也阐述了本电路各个部分的设计要求。该设计使系统功率驱动部分的可靠性大大的提高。

1 功率MOSFET保护电路设计

功率场效应管自身拥有众多优点，但是MOSFET管具有较脆弱的承受短时过载能力，特别是在高频的应用场合，所以在应用功率MOSFET时必须为其设计合理的保护电路来提高器件的可靠性。功率MOSFET保护电路主要有以下几个方面[3，5-6]：

1）防止栅极 di/dt过高：由于采用驱动芯片，其输出阻抗较低，直接驱动功率管会引起驱动的功率管快速的开通和关断，有可能造成功率管漏源极间的电压震荡，或者有可能造成功率管遭受过高的di/dt而引起误导通。为避免上述现象的发生，通常在MOS驱动器的输出与MOS管的栅极之间串联一个电阻，电阻的大小一般选取几十欧姆。……