CN105162317A - 一种功率mosfet开关的性能改进电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种功率MOSFET开关的性能改进电路，该电路分别与电源电压、驱动芯片和负载连接，其特征在于，所述的改进电路包括功率开关、源极单向化电路模块与漏极单向化电路模块，所述的功率开关栅极与驱动芯片连接，源极通过源极单向化电路模块与电源电压连接，漏极通过漏极单向化电路模块与负载连接。与现有技术相比，本发明具有阻止了功率MOSFET开关的反向放电，降低了功率MOSFET开关的总电容，从而达到提升开关速度、降低开关损耗、增加开关可靠性、减小电磁干扰的作用等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种功率MOSFET开关，尤其是涉及一种功率MOSFET开关的性能改进电路。
背景技术
功率MOSFET开关常用于大功率开关电源、高压高重频脉冲源，通过电路控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压。因此，功率开关的速度决定了电源的工作频率，功率开关的能耗也影响着电源的能量转换效率。
影响功率MOSFET开关速度的主要因素是MOSFET的分布电容。MOSFET分布电容越小，充放电时间越短，开关速度越快。功率MOSFET的分布电容包括栅源电容、栅漏电容、漏源电容，其中栅源电容与栅漏电容是由MOS结构的绝缘层形成的，漏源电容是由PN结构成的。PN结电容可以分为两种：一种是势垒电容，另一种是扩散电容，通常所说的PN结电容主要是指它的势垒电容。一般厂家提供输入电容、输出电容与反馈电容三种指标，其中输入电容为栅源电容与栅漏电容之和，输出电容为漏源电容与栅漏电容之和，反馈电容即栅漏电容。输出电容随输出电压的变换而变化，输出电容的减少有助于提高开关速度。
功率MOSFET分布电容对开关的损耗也会产生影响。在开关导通时，功率MOSFET开关的输出电容会释放能量，产生功耗，降低系统的能量转换效率，同时在开关过程中，输出电容越大产生的尖峰电流越大，有可能对MOSFET产生损坏，同时尖峰电流越大，对系统产生的电磁干扰也越大。
因此降低功率MOSFET输出电容，不但可以提高开关速度，而且可以降低开关损耗，增加开关的可靠性，减小电磁干扰问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种功率MOSFET开关的性能改进电路，采用具有单向化功能的两个二极管分别串接到功率MOSFET开关的源极与漏极，阻止了功率MOSFET开关的反向放电，降低了功率MOSFET开关的总电容，从而达到提升开关速度、降低开关损耗、增加开关可靠性、减小电磁干扰的作用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种功率MOSFET开关的性能改进电路，该电路分别与电源电压、驱动芯片和负载连接，其特征在于，所述的改进电路包括功率开关、源极单向化电路模块与漏极单向化电路模块，所述的功率开关栅极与驱动芯片连接，源极通过源极单向化电路模块与电源电压连接，漏极通过漏极单向化电路模块与负载连接。
所述的源极单向化电路模块包括二极管D1，其正极与电源电压相连，负极与功率开关的源极相连，用于阻止功率开关分布电容的反向放电，并且二极管的自电容很小，因而可以提高开关速度，并降低开关损耗。
所述的漏极单向化电路模块包括二极管D2，其正极与功率开关的漏极相连，负极与负载相连，用于阻止负载电容的反向放电，并且二极管的自电容很小，因而可以提高开关速度，并降低开关损耗。
所述的负载包括相互并联的电阻RL和电容CL。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
单向化二极管的引入，阻止了功率MOSFET开关的反向放电，降低了功率MOSFET开关的总电容，从而能提升了开关速度；开关总电容的减小，还降低了开关的损耗；开关电容的减小，减小了尖峰电流，增加了开关可靠性，并减小电磁干扰的作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，为本发明所涉及的功率MOSFET开关的性能改进电路，包括MOSFET开关、源极单向化功能模块与漏极级单向化功能模块。
所述功率MOSFET开关的栅极连接驱动芯片，脉冲信号输入驱动芯片，控制MOSFET的导通与截止。
所述功率MOSFET开关的源极单向化电路模块为二极管D1，其正极与电源电压相连，负极与功率开关的源极相连。
所述功率MOSFET开关的漏极单向化电路模块为二极管D2，其正极与功率开关的漏极相连，负极与负载相连。
所述功率MOSFET开关的负载等效为负载电阻RL与负载电容CL的并联，负载的一段接二极管D2，另一端接地。
综上，本发明所设计的功率MOSFET开关，可以阻止开关分布电容的反向放电，并且二极管的自电容很小，因而可以提高开关速度，并降低开关损耗，增加开关可靠性，减小开关的电磁干扰问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，如功率开关包括MOSFET、IGBT等各种开关管，单向化电路包括二极管在内的所有单向化器件。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种功率MOSFET开关的性能改进电路，该电路分别与电源电压、驱动芯片和负载连接，其特征在于，所述的改进电路包括功率开关、源极单向化电路模块与漏极单向化电路模块，所述的功率开关栅极与驱动芯片连接，源极通过源极单向化电路模块与电源电压连接，漏极通过漏极单向化电路模块与负载连接。
2.根据权利要求1所述的一种功率MOSFET开关的性能改进电路，其特征在于，所述的源极单向化电路模块包括二极管D1，其正极与电源电压相连，负极与功率开关的源极相连，用于阻止功率开关分布电容的反向放电。
3.根据权利要求1所述的一种功率MOSFET开关的性能改进电路，其特征在于，所述的漏极单向化电路模块包括二极管D2，其正极与功率开关的漏极相连，负极与负载相连，用于阻止负载电容的反向放电。
4.根据权利要求1所述的一种功率MOSFET开关的性能改进电路，其特征在于，所述的负载包括相互并联的电阻RL和电容CL。
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| CN201410253976.XA CN105162317A (zh) | 2014-06-09 | 2014-06-09 | 一种功率mosfet开关的性能改进电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN115102561A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-09-23 | 禹创半导体(深圳)有限公司 | 一种藉由调控转换效率降低差分发射电磁干扰的装置 |
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2014
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