[实用新型]大功率场效应管的栅极驱动器

说明书

本实用新型涉及一种大功率场效应管的栅极驱动电路。

通常采用脉冲变压器驱动的栅极电路如图1所示：以上桥臂为例，在应用于大功率MOSFET的驱动时，Va的电流增益有限，所以提供快速关断的能力有限。其次，此电路对V_M1栅极不能提供负偏压偏置，在V_M1关断期间，栅极常有尖峰电压干扰，有时会造成上下桥臂的共态导通而损坏功率管。

鉴于上述，本实用新型的目的是提供一种大功率场效应管的栅极驱动器，它可为功率管提供更快速的关断，并使其在关断期间具有较强的抗干扰能力。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大功率场效应管的栅极驱动器，包括脉冲变压器、第一隔离二极管、驱动器、功率管，第一隔离二极管和驱动器串接在脉冲变压器的次级回路中，驱动器的输出接功率管，其特征在于：

所述驱动器为复合晶体管；

第一隔离二极管之前串接第二隔离二极管，第二隔离二极管的阴极至脉冲变压器的次级地之间接有由充电电阻、第三隔离二极管、稳压管构成的串联支路，稳压管两端并联负偏置电容，功率管的源极接充电电容的前端。

本实用新型的优点：1.由于驱动器采用复合晶体管，具有很高的电流增益，故可为功率管提供更快速的关断；2.由于采用稳压管和负偏置电容后，可给功率管提供稳定的负偏压，故功率管在关断期间，其栅极具有较强的抗干扰能力；3.由于复合晶体管具有更低的动态电阻，故可应用于多个功率管并联的栅极电路。

下面结合附图和实施例详细说明。

图1为公知技术的电路图；

图2为本实用新型的电路图。

请参阅图2，图中仅画出一个桥臂电路。本实用新型为一种大功率场效应管的栅极驱动电路，包括脉冲变压器TM、第一隔离二极管V4、驱动器、功率管V_M，第一隔离二极管V4和驱动器串接在脉冲变压器TM的次级回路中，驱动器的输出接功率管V_M，其特征在于：驱动器是由V5、V6构成的复合晶体管；第一隔离二极管V4之前串接第二隔离二极管V1，第二隔离二极管V1的阴极至脉冲变压器TM的次级地之间接有由充电电阻R1、第三隔离二极管V2、稳压管V3构成的串联支路，稳压管V3两端并联负偏置电容C1，功率管V_M的源极接负偏置电容C1的前端。上述电路可装在一外壳内。

下面说明其工作原理：

脉冲变压器TM初级工作电压波形是半周期正负脉宽和幅值相等的矩形脉冲，感应到次级的波形与初级同相位。在正脉冲期间，电压通过V1、R1、V2给C1充电并被稳压管V3筘位，同时通过V1、V4、R4加到MOSFET功率管V_M的栅极，其栅极电容Cg被充电。V_M正偏导通。当V4导通时，V5的be结被反向偏置而截止，因而在正脉冲期间V5、V6均截止。在正负脉冲的死区时间，TM次级电压为零，Cg通过R4、V5的be结和R2、V3放电使V5、V6导通，C1上的电荷便通过V6、R4给V_M栅极电容反向充电，使V_GS为负值，负值的大小决定于V3的稳定值，比C1上的电压高一个V6的饱和压降值。

在TM次级电压为负脉冲的期间，由于V1被反偏，V_M栅极状态不受负脉冲影响。同时，由于V5、V6的复合，电流增益很高，仍维持导通，V_M的栅极仍受负偏压控制，直到TM次级电压为正时，V1、V4正偏，V5、V6截止，V_M栅极被激励而导通。

本实用新型的特点是：其一，采用V5、V6组成的复合管代替图1中的Va，具有很高的电流增益，在激励脉冲的下降沿为V_M提供更快速的关断。其二，由V3、C1提供一个稳定的负偏压(C1容量较大)，使V_M在关断期间，栅极具有较强的抗干扰能力。其三，由于V5、V6复合应用具有更低的动态电阻，可应用于多个功率MOSFET并联的栅极电路。

本实用新型可用于TBO48/50开关整流器中。