[实用新型]金属氧化物半导体场效应晶体管栅极驱动电路及开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种MOSFET栅极的驱动电路，以及包括该MOSFET栅极驱动电路的开关电源。

背景技术

目前，对电源的工作效率和功率密度要求越来越高。对于作为功率开关管的MOSFET来说，快速且性能可靠的栅极驱动器对其至关重要。参考图1所示，为现有技术中一种常用的栅极驱动电路100。V11是一个PWM驱动，V12是一个12V左右的辅助电源。二极管D11、二极管D12和MOSFET Q11组成栅极驱动电路是初级驱动电路。T11是驱动变压器。电阻R11、电阻R12、二极管D13和辅助开关管Q12组成次级驱动电路，Q13是作为功率开关管的MOSFET。当PWM驱动V11为高电平时，MOSFET Q11导通，驱动电流流过驱动变压器T11的初级绕组。此时驱动变压器T11的次级绕组电压上正下负，驱动电流经过驱动变压器T11的次级绕组、电阻R11、电阻R12和功率开关管Q13，功率开关管MOSFET Q13导通；当PWM驱动V11为低电平时，MOSFET Q11关断，驱动变压器T11的初级绕组通过二极管D11和二极管D12续流，次级绕组的电压变为下正上负，辅助开关管Q12导通。功率开关管Q13栅极的电荷经过电阻R12和辅助开关管Q12被放电，功率开关管Q13关断。

以上为整个栅极驱动器在正常工作模式下大致的工作过程。但在占空比较小或跳周期工作模式中，功率开关管Q13的关断时间远大于驱动变压器T11的复位时间。驱动变压器T11复位完成后，次级驱动电路中执行对功率开关管Q13关断任务的辅助开关管Q12，其栅极为悬浮状态，不能保证功率开关管Q13的有效关断。另外，功率开关管Q13漏极的噪声通过其栅漏极之间的电容Cdg和栅源极之间的电容Cgs分压，使得其栅极同样产生噪声。该栅极噪声在电路实际工作中会触发功率开关管Q13的误导通，可靠性大大降低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种MOSFET栅极驱动电路，其带有噪声抑制电路，解决栅极噪声的问题。

一方面，本实用新型提供了一种MOSFET栅极驱动电路，连接于MOSFET（34）的栅极，包括驱动变压器（T3），包括初级绕组和次级绕组；初级驱动电路(31)，包括上述初级绕组；以及次级驱动电路(32)，包括上述次级绕组，第一电阻（R32）以及辅助开关管（Q32）；其中，上述辅助开关管（Q32）并联于上述MOSFET（34）的栅极和源极；上述MOSFET栅极驱动电路还包括噪声抑制电路(33)，与上述MOSFET（34）的栅极和源极并联；上述噪声抑制电路(33)包括三极管（Q33）以及第二电阻（R33）；上述三极管（Q33）的发射极与上述MOSFET（34）的源极相连，上述三级管（Q33）的集电极通过与上述第一电阻（R32）串联而连接于所述MOSFET（34）的栅极；上述第二电阻（R33）串联于上述三极管（Q33）的基极和上述次级绕组的一端之间。

上述噪声抑制电路（33）还包括二极管（D34），上述二极管（D34）的阳极连接上述三极管（Q33）的基极，上述二极管（D34）的阴极连接于上述三极管（Q33）集电极。

上述二极管（D34）是肖特基二极管或者低压降快速二极管。

当上述次级绕组电压方向为上负下正时，上述三极管（Q33）导通，并与上述MOSFET（34）组成回路。

当上述次级绕组电压方向为上负下正时，上述辅助开关管（Q32）导通，并与上述MOSFET（34）和上述第一电阻（R32）组成回路，上述MOSFET（34）关断。

上述次级驱动电路（32）包括第三电阻（R31），上述第三电阻（R31）串接于上述次级绕组和所述辅助开关管（Q32）的漏极之间，并与上述第一电阻（R32）串联。

上述辅助开关管（Q32）是MOSFET，其栅极与上述第二电阻（R33）连接于上述次级绕组的同一端，源极连接于上述MOSFET（34）的源极，漏极连接于上述第一电阻（R32）和第三电阻（R31）的连接节点（A）。

当上述次级绕组电压方向为上正下负时，上述辅助开关管（Q32）关断，上述次级绕组与上述第一电阻（R32）、上述第三电阻（R31）以及上述MOSFET（34）组成回路，上述MOSFET（34）导通。