开关电源中MOSFET的驱动电路设计
讨论开关电源中MOSFER驱动电阻的功耗下图是最常用的
讨论开关电源中MOSFER 驱动电阻的功耗.下图是最常用的MOSFET 驱动：
目的是计算R1上所消耗的功率。
参考“AN799Matching MOSFET Drivers to MOSFETs “中计算MOSFET 驱动损耗的方法计算出MOSFET 的驱动损耗，也可查表得出MOSFET 管IRFS41N15的总电荷Q G =82nC(V GS =12V,V DS =120V).
按理说，VGS 通过R1对MOSFET 的输入电容充电，充电电荷量为Q G 。
则充电电流为 RCg
Q tr Q I G G ==
Tr 为电容充电时间，tr=RCg.Cg 为栅极等效电容，Cg=
G G V Q （这个不知道有没有问题） 以IRFS41N15D 为例： Cg=G
G V Q =82nC/12=6.83nF 则RCg
Q tr Q I G G === 3.6A(有点绕，其实就是I=V/R ，但是在理想情况下，实际情况tr 不是简单的等于RC ，应该还会乘一时间常数？)
如果前面推理正确的话，那么消耗在R1上的功率为：
P=I 2*R=42.77W ，很明显这是不合理的，因为实际中使用的是1206封装的电阻，最大功耗为250mW ，且工作正常。
请各位高手说明一下问题出在哪里？？？。
MOSFET的驱动保护电路设计
摘要：率场效应晶体管由于具有诸多优点而得到广泛的应用;但它承受短时过载的能力较弱，使其应用受到一定的限制。
分析了二极管器件驱动与保护电路的设计要求;计算了MOSFET驱动器的功耗及MOSFET驱动器与MOSFET的匹配;设计了基于IR2130驱动模块的MOSFET驱动保护电路。
该电路具有结构简单，实用性强，响应速度快等特点。
在驱动无刷直流电机的应用中证明，该电路驱动能力及保护功能效果良好。
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。
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，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对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：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。
讨论开关电源中MOSFER驱动电阻的功耗下图是最常用的
讨论开关电源中MOSFER 驱动电阻的功耗.下图是最常用的MOSFET 驱动：
目的是计算R1上所消耗的功率。
参考“AN799Matching MOSFET Drivers to MOSFETs “中计算MOSFET 驱动损耗的方法计算出MOSFET 的驱动损耗，也可查表得出MOSFET 管IRFS41N15的总电荷Q G =82nC(V GS =12V,V DS =120V).
按理说，VGS 通过R1对MOSFET 的输入电容充电，充电电荷量为Q G 。
则充电电流为 RCg
Q tr Q I G G ==
Tr 为电容充电时间，tr=RCg.Cg 为栅极等效电容，Cg=
G G V Q （这个不知道有没有问题） 以IRFS41N15D 为例： Cg=G
G V Q =82nC/12=6.83nF 则RCg
Q tr Q I G G === 3.6A(有点绕，其实就是I=V/R ，但是在理想情况下，实际情况tr 不是简单的等于RC ，应该还会乘一时间常数？)
如果前面推理正确的话，那么消耗在R1上的功率为：
P=I 2*R=42.77W ，很明显这是不合理的，因为实际中使用的是1206封装的电阻，最大功耗为250mW ，且工作正常。
请各位高手说明一下问题出在哪里？？？。
使用MOS管设计开关电源
在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。
这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。
下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结，其中参考了一些资料，非全部原创。
包括MOS管的介绍，特性，驱动以及应用电路。
1．MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小，且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。
下面的介绍中，也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，后边再详细介绍。
在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。
这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。
顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。
2．MOS管导通特性导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。
NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC 时的情况（高端驱动）。
但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。
3．MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。
移相全桥为主电路的软开关电源设计详解
移相全桥为主电路的软开关电源设计详解2014-09-11 11:10 来源：电源网作者：铃铛移相全桥变换器可以大大减少功率管的开关电压、电流应力和尖刺干扰，降低损耗，提高开关频率。
如何以UC3875为核心，设计一款基于PWM软开关模式的开关电源?请见下文详解。
主电路分析这款软开关电源采用了全桥变换器结构，使用MOSFET作为开关管来使用，参数为1000V/24A。
采用移相ZVZCSPWM控制，即超前臂开关管实现ZVS、滞后臂开关管实现ZCS。
电路结构简图如图1，VT1~VT4是全桥变换器的四只MOSFET开关管，VD1、VD2分别是超前臂开关管VT1、VT2的反并超快恢复二极管，C1、C2分别是为了实现VTl、VT2的ZVS设置的高频电容，VD3、VD4是反向电流阻断二极管，用来实现滞后臂VT3、VT4的ZCS，Llk为变压器漏感，Cb为阻断电容，T 为主变压器，副边由VD5~VD8构成的高频整流电路以及Lf、C3、C4等滤波器件组成。
图1 1.2kw软开关直流电源电路结构简图其基本工作原理如下：当开关管VT1、VT4或VT2、VT3同时导通时，电路工作情况与全桥变换器的硬开关工作模式情况一样，主变压器原边向负载提供能量。
通过移相控制，在关断VT1时并不马上关断VT4，而是根据输出反馈信号决定移相角，经过一定时间后再关断VT4，在关断VT1之前，由于VT1导通，其并联电容C1上电压等于VT1的导通压降，理想状况下其值为零，当关断VT1时刻，C1开始充电，由于电容电压不能突变，因此，VT1即是零电压关断。
由于变压器漏感L1k以及副边整流滤波电感的作用，VT1关断后，原边电流不能突变，继续给Cb充电，同时C2也通过原边放电，当C2电压降到零后，VD2自然导通，这时开通VT2，则VT2即是零电压开通。
当C1充满电、C2放电完毕后，由于VD2是导通的，此时加在变压器原边绕组和漏感上的电压为阻断电容Cb两端电压，原边电流开始减小，但继续给Cb 充电，直到原边电流为零，这时由于VD4的阻断作用，电容Cb不能通过VT2、VT4、VD4进行放电，Cb两端电压维持不变，这时流过VT4电流为零，关断VT4即是零电流关断。
电力mosfet驱动电路特点
电力mosfet驱动电路特点电力MOSFET驱动电路是一种用于控制高功率MOSFET开关的电路，具有以下特点:1. 高速开关能力: 电力MOSFET驱动电路可以实现对MOSFET的快速开关，使其能够在毫秒甚至微秒的时间内完成快速开关动作。
这种高速开关能力使得电力MOSFET驱动电路在高频率开关电源、电机驱动等应用中得到广泛应用。
2. 低功耗: 电力MOSFET驱动电路采用了先进的功耗优化设计，能够在保证高性能的同时，尽量减小功耗。
这有助于提高系统的能效，减少能源消耗。
3. 高电压驱动能力: 电力MOSFET驱动电路能够提供足够的电流和电压来驱动MOSFET的栅极，保证其能够迅速切换。
这种高电压驱动能力使得电力MOSFET驱动电路适用于高电压应用场景，如电力电子装置。
4. 低输入电流: 电力MOSFET驱动电路的输入电流较低，可以通过外部逻辑电平或微控制器来控制。
这使得电力MOSFET驱动电路具有灵活性和可编程性，可以方便地集成到各种控制系统中。
5. 具有过温保护和短路保护功能: 电力MOSFET驱动电路通常具有过温保护和短路保护功能，当MOSFET温度过高或输出短路时，能够及时切断电源，以保护MOSFET和整个系统的安全运行。
6. 可靠性高: 电力MOSFET驱动电路采用了先进的保护电路和稳定的控制算法，能够有效地避免MOSFET的过压、过流等问题，提高系统的可靠性和稳定性。
7. 适应性强: 电力MOSFET驱动电路能够适应不同的电力MOSFET 器件，不同的工作条件和负载要求。
同时，电力MOSFET驱动电路还可以根据需求进行定制设计，以满足不同应用场景的需求。
总的来说，电力MOSFET驱动电路具有高速开关能力、低功耗、高电压驱动能力、低输入电流、过温保护和短路保护功能、高可靠性和适应性强等特点。
这些特点使得电力MOSFET驱动电路在各种高功率电子设备和系统中发挥着重要作用，提高了系统的性能和可靠性。
5种常用MOS电路
5种经典MOSFET驱动电路MOSFET因导通内阻低、开关速度快等优点被广泛应用于开关电源中。
MOSFET的驱动常根据电源IC和MOSFET的参数选择合适的电路。
下面一起探讨MOSFET用于开关电源的驱动电路。
在使用MOSFET设计开关电源时，大部分人都会考虑MOSFET的导通电阻、最大电压、最大电流。
但很多时候也仅仅考虑了这些因素，这样的电路也许可以正常工作，但并不是一个好的设计方案。
更细致的，MOSFET还应考虑本身寄生的参数。
对一个确定的MOSFET，其驱动电路，驱动脚输出的峰值电流，上升速率等，都会影响MOSFET的开关性能。
当电源IC与MOS管选定之后，选择合适的驱动电路来连接电源IC与MOS管就显得尤其重要了。
一个好的MOSFET驱动电路有以下几点要求：（1）开关管开通瞬时，驱动电路应能提供足够大的充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值，保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡。
（2）开关导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定且可靠导通。
（3）关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放，保证开关管能快速关断。
（4）驱动电路结构简单可靠、损耗小。
（5）根据情况施加隔离。
下面介绍几个模块电源中常用的MOSFET驱动电路。
1：电源IC直接驱动MOSFET图1 IC直接驱动MOSFET电源IC直接驱动是我们最常用的驱动方式，同时也是最简单的驱动方式，使用这种驱动方式，应该注意几个参数以及这些参数的影响。
第一，查看一下电源IC手册，其最大驱动峰值电流，因为不同芯片，驱动能力很多时候是不一样的。
第二，了解一下MOSFET的寄生电容，如图1中C1、C2的值。
如果C1、C2的值比较大，MOS管导通的需要的能量就比较大，如果电源IC没有比较大的驱动峰值电流，那么管子导通的速度就比较慢。
如果驱动能力不足，上升沿可能出现高频振荡，即使把图1中Rg减小，也不能解决问题！IC 驱动能力、MOS寄生电容大小、MOS管开关速度等因素，都影响驱动电阻阻值的选择，所以Rg并不能无限减小。
满足开关电源要求的功率MOSFET
低 、输 出电流越来越大 （ 某些 电源系统 Ｉ在 ０ ０ Ｄ ～５ Ａ范围内变化 ，ＲＤｆ） 。 不变 ， ｓ
输出几十安培到上百安培 ） 因此 ， 。 电源 如 图 １ 示 ； 所
散热层
设计中采用开关 电源控制器 、加上 多个
驱 动 器 及 功 率 Ｍ Ｏ Ｆ Ｔ组 成 的 多 相 开 ＳＥ
即使 Ｔｃ ２ ￣ 也 可保证 Ｉ＝１０ 脉 ＝１ ０Ｃ， Ｄ ０ Ａ，
３ ．热 阻 ＲＪ低 ，ＲＪ ℃／ ； 并 冲 漏 极 电流 可 达 ４ ０ ｃ ｃ ＝１ Ｗ ０ Ａ；
为 ：ＶＤ ３ Ｖ 、 ＲＤ（ｎ １ ６Ｔ Ｑ 、 且在 ４ ｍｍ ×４ ｍｍ × １５ ｓ ０ Ｓｏ） ． Ｉ ￣ Ｉ ０ ０ ．ｍｍ 单 层 敷
维普资讯
专题特写：分立半导体
一
满足开关电源要求的功率 Ｍ Ｓ Ｅ Ｏ ＦＴ
戴维德
Ｑ ｓ ＝４ ｔ ￣， ｓｎ ｍ ｏ＝ 近年 来 ，电源 的输 出 电压 越来 越 ｍ ；ＶＧ Ｖ １ ＲＤ（）２ Ｑ；并 且 其背面形状 如图 ２所示 ；
Ｉ ＝１ ０ 。 ， ０ Ａ
６． 该 Ｍ ＯＳ ＦＥＴ 的最 大功耗在
铜板 （ 环氧树脂 Ｐ ＣＢ） ，其铜层面积 为
６ｍ 铜 层厚 ７ Ｍ ） Ｐ Ｂ ｃ （ ０ ， Ｃ 垂直在静
主要特点及有关参数 止空气中的热阻 ＲＪ＝ ０ ｗ 。这说 明 ５￣ Ｃ／
捌畸
ｍ
Ｂ Ｃ ６ Ｓ Ｏ１ ＮＯ３ Ｓ 的 主 要 特 点 及 有 在～定 工作条件下 ， ＬＧ 功率 ＭＯ Ｆ Ｔ所需 ＳＥ 关 参数 ： １ ．可 采 用 Ｔ Ｌ逻 辑 电压 控 制 ； Ｔ
善ｍ
＇ ∞
的冷却散热 的ＰＣ 面积不 大 ， Ｂ 可以减少
详细讲解MOSFET管驱动电路在使用MOS管设计开关电源
详细讲解MOSFET管驱动电路在使用MOS管设计开关电源MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常用的电子器件，常用于开关电源等应用中。
而MOSFET管驱动电路是用来控制MOSFET的开关动作的电路。
MOSFET管驱动电路通常由三个部分组成：输入电路、驱动电路和输出电路。
输入电路主要用于接收输入信号，并将其转换为适合驱动电路的电平。
输入信号的电平通常为低电平（0V）和高电平（5V或12V），而驱动电路所用的电源电压通常为12V或15V。
因此，输入电路通常包括一个电压分压电路，将输入信号电平从高电平转换为适合驱动电路的电平。
驱动电路是将输入电路输出的信号放大，并产生足够的电流来控制MOSFET的开关动作。
驱动电路通常由一个晶体管放大器和一个电流放大器组成。
晶体管放大器将输入电路输出信号放大，电流放大器将放大后的信号电流放大到足以控制MOSFET的电流水平。
常见的驱动电路类型包括共射放大器、共基放大器和共集放大器。
输出电路主要用于控制MOSFET的导通和截止。
输出电路包括一个电容和一个电阻，用于控制MOSFET的导通和截止时间。
当驱动电路输出高电平时，电容通过电阻放电，导致MOSFET导通；当驱动电路输出低电平时，电容通过电阻充电，导致MOSFET截止。
在使用MOSFET设计开关电源时，驱动电路的设计是非常关键的。
一个好的驱动电路可以确保MOSFET的开关动作稳定，效率高。
以下是一些设计开关电源时应考虑的关键因素：1.驱动电路的输出电流能否满足MOSFET的需求。
MOSFET的驱动电流一般在几十毫安到几安之间，因此驱动电路的输出电流能否满足MOSFET的需求是一个重要的考虑因素。
2.驱动电路的响应时间和上升时间。
开关电源的效率和性能取决于MOSFET的开关速度，因此驱动电路的响应时间和上升时间是非常重要的。
3.驱动电路的稳定性和抗干扰能力。
开关电源通常会面临一些干扰源，如电磁干扰、温度变化等，因此驱动电路需要具有良好的稳定性和抗干扰能力，以确保开关电源的可靠性和稳定性。
大功率SiCMOSFET驱动电路设计
第40卷第3期 2020年5月核电子学与探测技术Nuclear Electronics Detection TechnologyVol.40 No. 3May.2020大功率Si C M O S F E T驱动电路设计吴凯铭i2,高大庆1#，高杰\李明睿\申万增1(1.中国科学院近代物理研究所，兰州730000;2.中国科学院大学，北京100049)摘要•.为了使强流重离子加速器装置（H IAF)碳化硅功率开关器件SiC M O SFET工作在理想状态，设计了基于SIC1182K驱动芯片的SiC M O SFET驱动电路。
对该驱动电路的输出电压、响应时间、脉宽 连续可调性、稳定性和可靠性进行实验测试，测试结果表明：该驱动电路能够长时间、稳定可靠工作，满 足SiC M O SF E T的工作需求。
关键词：加速器电源；SIC1182K;SiC M O SFET;驱动电路中图分类号：T L56 文献标志码：A文章编号：0258 —0934(2020)3 —0412 —05强流重离子加速器装置（H IA F)[1’2]是“十 二五”国家重大科学工程项目。
硅功率器件是现阶段兰州加速器电源常用的开关器件，与传 统硅器件相比，第三代半导体开关器件SiC M O SFE T有着更加卓越的高温高压工作性能。
并且SiC M O S F E T上升下降时间短、通态损耗 小等特点[3]，决定了 SiC M O SF E T在达成更高 开关频率的同时，还兼备更小的功率损耗。
在 相同功率等级下，与硅器件开关电源相比，SiC M O SF E T开关电源能够凭借更高的开关频率，减小电路中电容电感体积，降低滤波成本，提高 功率密度。
器件材料的差异导致驱动电路不可 通用，驱动电路就成为SiC M O SFE T理想工作 所需解决的技术难点。
收稿日期：2020_03—02基金项目：国家自然科学基金项目（11805248)资助。
作者简介：吴凯铭（1995 —），男，福建南靖人，在读硕士生，攻读方向为加速器工程设计研究。
MOSFET的驱动技术详解
MOSFET的驱动技术详解simtriex/simplis仿真电路用软件MOSFET作为功率开关管，已经是是开关电源领域的绝对主力器件。
虽然MOSFET作为电压型驱动器件，其驱动表面上看来是非常简单，但是详细分析起来并不简单。
下面我会花一点时间，一点点来解析MOSFET的驱动技术，以及在不同的应用，应该采用什么样的驱动电路。
首先，来做一个实验，把一个MOSFET的G悬空，然后在DS上加电压，那么会出现什么情况呢？很多工程师都知道，MOS会导通甚至击穿。
这是为什么呢？我根本没有加驱动电压，MOS怎么会导通？用下面的图1，来做个仿真；去探测G极的电压，发现电压波形如图2所示。
图1 图2这种情况有什么危害呢？实际情况下，MOS肯定有驱动电路的么，要么导通，要么关掉。
问题就出在开机，或者关机的时候，最主要是开机的时候，此时你的驱动电路还没上电。
但是输入上电了，由于驱动电路没有工作，G级的电荷无法被释放，就容易导致MOS导通击穿。
那么怎么解决呢？在GS之间并一个电阻。
其仿真的结果如图4。
几乎为0V。
图3 图4什么叫驱动能力，很多PWM芯片，或者专门的驱动芯片都会说驱动能力，比如384X 的驱动能力为1A，其含义是什么呢？假如驱动是个理想脉冲源，那么其驱动能力就是无穷大，想提供多大电流就给多大。
但实际中，驱动是有内阻的，假设其内阻为10欧姆，在10V电压下，最多能提供的峰值电流就是1A，通常也认为其驱动能力为1A。
那什么叫驱动电阻呢，通常驱动器和MOS的G极之间，会串一个电阻，就如下图5的R3。
驱动电阻的作用，如果你的驱动走线很长，驱动电阻可以对走线电感和MOS结电容引起的震荡起阻尼作用。
但是通常，现在的PCB走线都很紧凑，走线电感非常小。
第二个，重要作用就是调解驱动器的驱动能力，调节开关速度。
当然只能降低驱动能力，而不能提高。
图5对上图进行仿真，R3分别取1欧姆，和100欧姆。
下图6是MOS的G极的电压波形上升沿。
MOSFET驱动电路的设计与仿真
MOSFET驱动电路的设计与仿真摘要：MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为一种常见的功率开关元件，广泛应用于电路的开关和驱动控制中。
本文将介绍MOSFET驱动电路的设计与仿真过程，包括驱动电路的选型、电路的设计和电路的性能分析等。
一、驱动电路的选型在选择驱动电路时，需要考虑以下几个因素：1. 驱动电路的电压要能满足MOSFET的驱动要求。
通常，MOSFET的门极电压（Vgs）需要在规定的范围内才能正常工作。
2.驱动电路的电流要能满足MOSFET的驱动要求。
MOSFET的门极电流（Ig）需要足够大才能迅速充放电。
3.驱动电路的速度要能满足应用场景的需求。
驱动电路的响应速度需要足够快以确保MOSFET的正常开关操作。
4.驱动电路的成本要能够接受。
驱动电路的成本包括电路的制作、元件的购买等。
二、电路的设计根据选型的结果，可以开始设计驱动电路。
以下是驱动电路设计的几个关键步骤：1.选择适合的驱动电源。
电源的选择需要根据电路的工作电压和电流要求来确定。
一般来说，可以选择开关电源或者稳压电源。
2.选择合适的驱动电路拓扑结构。
驱动电路常见的拓扑结构包括共射极、共集极和共基极。
选择适合的拓扑结构需要考虑MOSFET的特性，如集电极功率损耗、输出电压的放大倍数等。
3.选择合适的驱动电路元件。
驱动电路元件包括电阻、电容和三极管等。
选取合适的元件需要考虑电压和电流的要求、响应速度和成本等因素。
4.进行电路的原理图设计。
根据选取的驱动电源、拓扑结构和元件，绘制驱动电路的原理图。
5.进行电路的PCB布局设计。
根据原理图，将电路元件进行布局，保证电路的稳定性和可靠性。
三、电路的仿真在完成电路设计后，可以利用电路仿真软件进行电路的性能分析和验证。
通过仿真可以评估电路的各种性能参数，如频率响应、电压和电流波形、功率损耗等。
在进行仿真前，需要建立电路的仿真模型。
根据电路的原理图和元件参数，建立仿真模型。
利用仿真软件进行电路性能分析。
simulink仿真开关电源,mosfet的参数设计
simulink仿真开关电源,mosfet的参数设计1. 引言1.1 概述本文旨在探讨Simulink仿真在开关电源中的应用以及如何通过设计MOSFET 参数来优化仿真结果。
开关电源作为一种常用的电源类型，在电子设备中具有重要的应用价值。
而Simulink作为一款强大的仿真软件，可以精确模拟开关电源的各个环节，帮助工程师们进行系统设计、分析和优化。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开论述：首先，介绍Simulink仿真在开关电源中的应用，并概括开关电源设计流程；其次，详细说明MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的作用、特点以及参数对仿真结果的影响分析；然后，通过具体案例展示Simulink上搭建仿真模型和设置参数的步骤，并分析优化建议；最后，对全文进行总结并展望未来可能的研究方向。
1.3 目的本篇长文旨在加深读者对Simulink仿真开关电源以及MOSFET参数设计方面的理解和运用能力。
通过系统地介绍仿真流程和参数优化方法，读者可以了解到如何利用Simulink来更好地设计和分析开关电源系统，以及如何通过MOSFET参数的合理设计来改善仿真结果。
此外，本文还将介绍一些仿真实例，并提供有关优化建议，以帮助工程师们在实际项目中应用仿真技术进行开关电源设计与研究。
以上是1. 引言部分的内容，请继续撰写后续部分。
2. Simulink仿真开关电源2.1 开关电源工作原理开关电源是一种将输入直流电压转换为输出直流电压的电力转换器。
它采用了开关器件（如MOSFET）以及相关的控制电路来实现对电源输出的精确控制。
开关电源基本工作原理是：通过一个开关管（MOSFET）周期性地将输入直流电压加到变压器的主绕组上，由于变压器中有两个或多个次级绕组，所以可同时获得不同大小和极性的交流电压值。
然后，通过滤波、稳压等环节将得到的交流信号转换为稳定的直流输出。
2.2 Simulink在开关电源仿真中的应用Simulink是一款常用的建模和仿真软件工具，它提供了强大的图形化界面以及丰富多样的模块库，非常适合用于开关电源系统的建模和仿真。
MOSFET管驱动电路的设计
由此我们可以知道，如果想在更短的时间 内把GS电压拉高或者拉低，就要给MOS管 栅极更大的瞬间驱动电流。 大家常用的PWM芯片输出直接驱动MOS 或者用三极管放大后再驱动MOS的方法， 其实在瞬间驱动电流这块是有很大缺陷的。 比较好的方法是使用专用的MOSFET驱动 芯片如TC4420来驱动MOS管，这类的芯 片一般有很大的瞬间输出电流，而且还兼 容TTL电平输入
因为驱动线路走线会有寄生电感，而寄生 电感和MOS管的结电容会组成一个LC振荡 电路，如果直接把驱动芯片的输出端接到 MOS管栅极的话，在PWM波的上升下降 沿会产生很大的震荡，导致MOS管急剧发 热甚至爆炸，一般的解决方法是在栅极串 联10欧左右的电阻，降低LC振荡电路的Q 值，使震荡迅速衰减掉。
闫力
生命信息与仪器工程学院
一般认为MOSFET是电压驱动的，不需要 驱动电流 然而，在MOS的G S两级之间有结电容存 在，这个电容会让驱动MOS变的不那么简 单
如果不考虑纹波和EMI等要求的话，MOS 管开关速度越快越好，因为开关时间越短， 开关损耗越小，而在开关电源中开关损耗 占总损耗的很大一部分，因此MOS管驱动 电路的好坏直接决定了电源的效率 对于一个MOS管，如果把GS之间的电压从 0拉到管子的开启电压所用的时间越短，那 么MOS管开启的速度就会越快。与此类似， 如果把MOS管的GS电压从开启电压降到 0V的时间越短，那么MOS管关断的速度也 就越快
很荣幸能和大家一起为电赛奋斗，我相信 我们的努力不会白，我们都是国一哥！
高频振铃严重的毁容方波。。 在上升下降沿震荡严重，这种情况管子一 般瞬间死掉。。跟上一个情况差不多，进 线性区。。。BOOM!！原因也类似，主要 是布线的问题
又胖又圆的肥猪波。。 上升下降沿极其缓慢，这是因为阻抗不匹 配导致的。。。芯片驱动能力太差或者栅 极电阻太大。。 果断换大电流的驱动芯片，栅极电阻往小 调调就OK了
两种常见的MOSFET驱动电路设计
两种常见的MOSFET驱动电路设计MOSFET驱动电路是一种常见的电路设计，用于控制和驱动MOSFET晶体管的工作。
MOSFET驱动电路的设计能够确保MOSFET的开关速度，其选择和设计影响到整个电路的性能和可靠性。
以下是两种常见的MOSFET驱动电路设计。
1.单级放大器驱动电路单级放大器驱动电路是一种简单而常见的MOSFET驱动电路设计。
它包含一个放大器和一个偏置电源电路。
其输入端连接到信号源，输出端连接到MOSFET的门极。
当输入信号施加到放大器时，放大器将信号放大至足够高的电压，以控制MOSFET的开关。
单级放大器驱动电路的优点是简单，易于设计和实现。
然而，它可能存在驱动能力不足的问题。
因此，在应用中通常需要考虑额外的电流放大器或放大器级联来增加驱动能力。
2.高侧驱动电路高侧驱动电路是另一种常见的MOSFET驱动电路设计。
高侧驱动电路用于控制高侧（负载连接在电源正极的一侧）MOSFET。
它需要一个额外的电源电路和驱动电路来实现。
高侧驱动电路通常包含一个电源电路，用于提供MOSFET的驱动电压。
该电源电路可以是一个开关电源或线性调节电源。
驱动电路通常由电流源、驱动变压器和栅极驱动电路组成。
电流源用于提供驱动电路所需的电流，驱动变压器用于隔离输入信号源和MOSFET，以减小信号干扰和保护信号源。
高侧驱动电路的优点是能够驱动高侧MOSFET，使其能够正常工作。
然而，高侧驱动电路的设计复杂，需要考虑保护电路和故障检测电路，以确保其可靠性和安全性。
除了以上两种常见的MOSFET驱动电路设计，还有其他一些特殊应用的驱动电路，例如三相桥式驱动电路、半桥和全桥驱动电路等。
这些电路设计根据具体应用需求和性能要求可能有所不同，但基本的驱动原理和设计方法是相似的。
总之，MOSFET驱动电路设计是一项重要而复杂的工作，旨在保证MOSFET工作的可靠性和性能。
根据具体的应用需求和性能要求，选择合适的驱动电路设计，并考虑保护措施和故障检测电路，以确保电路的可靠性和安全性。
基于MOSFET的半桥型开关电源设计
基于MOSFET的半桥型开关电源设计半桥型开关电源是一种常用的直流电源设计，具有占空比可调节、电流输出稳定等优点。
它采用了MOSFET作为开关元件，具有开关速度快、功耗低、可靠性高等特点。
下面将介绍如何基于MOSFET设计一个半桥型开关电源。
首先，我们需要确定电源的输出电压和电流要求。
根据需求选择合适的MOSFET和其他电路元件。
接下来，我们需要设计脉冲宽度调制（PWM）控制电路，用于调节开关元件的占空比。
PWM控制电路可以使用555定时器或者单片机实现。
通过调整PWM信号的占空比，可以控制开关元件导通和截止的时间。
然后，我们需要设计一个驱动电路，用于控制MOSFET的开关动作。
驱动电路的作用是提供足够的电流和电压，以确保MOSFET能够快速开启和关闭。
驱动电路通常使用晶体管进行放大，从而达到足够的电流增益。
此外，还需要添加反馈电路，用于实现电压和电流的稳定控制。
接着，我们需要设计一个滤波电路，用于平滑输出电压。
滤波电路通常使用电容和电感组成，可以将输出电压的纹波降到较低的水平。
最后，我们需要设计一个保护电路，用于保护电源和负载。
保护电路可以包括过流保护、过压保护、过温保护等功能，以确保电源和负载的安全运行。
在设计完成后，我们需要进行电路模拟和实际测试，以验证设计的正确性和性能指标的是否满足要求。
根据实际情况，可能需要对电路进行进一步的优化和调整。
总结起来，基于MOSFET的半桥型开关电源设计包括确定需求、选择元件、设计PWM控制电路、设计驱动电路、设计滤波电路和设计保护电路等步骤。
通过合理的设计和优化，可以实现稳定可靠的功率输出，满足不同的应用需求。
功率MOSFET管驱动变压器设计
功率MOSFET管驱动变压器设计[导读]摘要：对具有驱动变压器的功率MOSFET管驱动电路的动态过程进行了分析，推导了驱动变压器设计参数的计算方法，定量分析了变压器漏感和电路杂散电感对开通过程的影响，并通过仿真和试验证了这套计算方法的正确性。
1 引言作为开关电源的开关器件，功率MOSFET管具有开关速度快、工作频率高的特点，适用于高频开关电路。
此外，在并联使用时，于MOSFET管具有正温度系数，可以自动均流，无需均流电路，方便扩流，这也是目前其他功率开关器件不可替代的优点[1]。
为了加速开通，减少损耗，对MOSFET管的驱动电路的基本要求是内阻要小，驱动电压尽量高；为了加速关断，应给输入电容提供低阻放电通道；为了抑制高频振荡，栅极引线尽量短，减少线路分布参数；为了防止静电感应导致栅极电压上升引起误导通，栅极不允许开路，大功率MOSFET管截止时，栅极最好施加负电压[2]。
MOSFET管的驱动电路有多种形式，可以用TTL电平直接驱动，但更多采用隔离驱动，在驱动信号输出端与MOSFET 管栅极之间用光耦或磁耦实现与主电路电隔离。
驱动变压器是常用的磁耦元件，起到传输驱动信号和功率的作用。
设计合理的驱动变压器，不仅可以提高MOSFET 管开关性能，而且体积小、重量轻，成本低。
2 MOSFET管内部电容与变压器驱动栅极电路内部电容MOSFET管内部电容，也称极间电容，是栅极、源极、漏极之间的寄生电容。
开关电源最常用N沟道增强型MOSFET 管[3]，内部电容分别为：栅-源极间电容Cgs，栅-漏极间电容Cgd，漏-源极间电容Cds，如图1[1,3]。
与漏-源短路条件下小信号输入电容Ciss的关系： C iss=Cgs+Cgd(1)与栅-源短路条件下小信号输出电容Coss的关系： C oss=Cds+Cgd(2)与小信号反向转换电容Crss的关系： Crss=Cgd(3)驱动电路的任务就是针对MOSFET管开通、关断过程中的寄生电容进行充放电。
开关电源中常见变换器主电路拓扑
开关电源中常见变换器主电路拓扑1.1 Buck变换器Buck变换器又称降压变换器，Buck型电路拓扑由有源开关(功率MOSFET)、续流二极管D(或由同步整流开关代替)、储能电感L、滤波电容C组成。
其电路如图1-1所示。
电感和输出电容组成一个低通滤波器，滤波后电压以很小的纹波呈现在输出端。
图1-1 Buck变换器拓扑结构1.2 Boost变换器Boost变器又称升压变换器，其电路如图1-2所示。
改变降压变换器中元件的位置就可把它变成升压变换器。
在升压变换器中，开关管导通时在电感中有斜波电流流过。
当开关管断开时，电感中的电流必须保持流动，电感上的电压改变极性，使二极管正向偏置，并释放能量到输出端和输出电容器。
图1-2 Boost变换器拓扑结构1.3 反激变换器反激变换器又称Flyback式变换器，其电路如图1-3所示。
由于反激变换器的电路拓扑结构简单，能提供多组直流输出和升降范围宽，因此广泛应用于中小功率变换场合。
其结构相当于在Boost变换器中，用一个变压器代替升压电感，即构成了反激式变换器。
图1-3 反激电路原理图V1213T111423131211109867451516R12C1R14VZ112R11C5C6VZ212R9R1C10R18R13C8VD312R15VD112R7C3N1MC33262VFB1Comp2Multi3CS 4Z c d5G N D6Dri 7Vcc 8R10R19VD212C7R6VCC Vpfc,inVpfc,out 当开关晶体管VS 被驱动脉冲激励而导通时，Vin 加在开关变压器T 的初级绕组L1上，此时次级绕组L2的极性使VD 处于反偏而截止，因此L2上没有电流流过，此时电感能量储存在L1中，当VS 截止时，L2上电压极性颠倒使VD 处于正偏，L2上有电流流过，在VS 导通期间储存在L1中的能量此时通过VD 向负载释放。
反激式变换器工作波形见图 1-4。
图1-4 反激式变换器工作波形2.PFC 电路PFC 的英文全称为Power Factor Correction ，意思是功率因数校正。
基于MOSFET的半桥型开关电源设计
基于MOSFET的半桥型开关电源设计在半桥型开关电源设计中，通常使用两个相互串联的MOSFET管，一个用作上开关管，一个用作下开关管。
同时，还需要一个用于产生PWM信号的控制电路，以及滤波电感和电容来实现稳压输出。
下面将详细介绍基于MOSFET的半桥型开关电源的设计步骤和注意事项。
首先，在设计半桥型开关电源时，需要确定输出电压和输出电流的要求。
根据要求选择合适的MOSFET器件，主要考虑的因素包括耐压能力、导通电阻、开关速度等。
同时，还需要确定控制电路的工作频率，一般选择在几十kHz至几百kHz的范围内。
其次，设计PWM控制电路。
PWM信号用于控制MOSFET的开关时间和占空比，从而实现输出电压的调节。
常用的PWM控制方法有固定频率PWM控制和变频PWM控制。
固定频率PWM控制通过改变占空比来调节输出电压；变频PWM控制通过改变开关频率来调节输出电压。
根据具体需求选择合适的PWM控制方式，并设计相应的控制电路。
然后，设计滤波电感和输出电容。
滤波电感用于平滑输出电流，减小输出纹波；输出电容用于平滑输出电压，减小输出纹波。
根据输出电流和输出电压的要求，计算合适的滤波电感和输出电容数值，并在设计中加入相应的元件。
最后，进行电源开关电源的布局和布线。
布局时需要注意减小开关元件和滤波元件之间的互感干扰，尤其是对MOSFET元件，要避免其与输出电感、输出电容直接相连。
布线时要尽量缩短导线长度，减小损耗和电磁干扰。
需要注意的是，在设计过程中需进行合理的电流和功率计算，以确保电源设计满足负载的需求。
另外，还需要关注电源的稳定性和可靠性，确保设计的电源在各种工作条件下都能正常工作。
总之，基于MOSFET的半桥型开关电源设计具有很大的灵活性和可扩展性，可以满足不同的电源需求。
通过合理选择MOSFET器件、设计PWM 控制电路、配置滤波元件和进行合理的布局布线，可以实现高效率和低功耗的电源转换。