什么是灌流電路

1、MOS管作為開關(guān)管應(yīng)用的特殊驅(qū)動(dòng)電路

MOS管和普通晶體三極管相比，有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但是在作為大功率開關(guān)管應(yīng)用時(shí)，由于MOS管具有的容性輸入特性，MOS管的輸入端，等于是一個(gè)小電容器，輸入的開關(guān)激勵(lì)信號(hào)，實(shí)際上是在對(duì)這個(gè)電容進(jìn)行反復(fù)的充電、放電的過程，在充放電的過程中，使MOS管道導(dǎo)通和關(guān)閉產(chǎn)生了滯后，使“開”與“關(guān)”的過程變慢，這是開關(guān)元件不能允許的(功耗增加，燒壞開關(guān)管)。

壓波形變成B的畸變波形，導(dǎo)致開關(guān)管不能正常開關(guān)工作而損壞，解決的方法就是，只要R足夠的小，甚至沒有阻值，激勵(lì)信號(hào)能提供足夠的電流，就能使等效電容迅速的充電、放電，這樣MOS開關(guān)管就能迅速的“開”、“關(guān)”，保證了正常工作。由于激勵(lì)信號(hào)是有內(nèi)阻的，信號(hào)的激勵(lì)電流也是有限度，我們?cè)谧鳛殚_關(guān)管的MOS管的輸入部分，增加一個(gè)減少內(nèi)阻、增加激勵(lì)電流的“灌流電路”來解決此問題，如下圖所示。

上圖中，在作為開關(guān)應(yīng)用的MOS管Q3的柵極S和激勵(lì)信號(hào)之間增加Q1、Q2兩只開關(guān)管，此兩只管均為普通的晶體三極管，兩只管接成串聯(lián)連接，Q1為NPN型Q2為PNP型，基極連接在一起(實(shí)際上是一個(gè)PNP、NPN互補(bǔ)的射極跟隨器)，兩只管等效是兩只在方波激勵(lì)信號(hào)控制下輪流導(dǎo)通的開關(guān)，如下圖A和B。

當(dāng)激勵(lì)方波信號(hào)的正半周來到時(shí);晶體三極管Q1(NPN)導(dǎo)通、Q2(PNP)截止，VCC經(jīng)過Q1導(dǎo)通對(duì)MOS開關(guān)管Q3的柵極充電，由于Q1是飽和導(dǎo)通，VCC等效是直接加到MOS管Q3的柵極，瞬間充電電流極大，充電時(shí)間極短，保證了MOS開關(guān)管Q3的迅速的“開”，如圖A所示(圖A和圖B中的電容C為MOS管柵極S的等效電容)。

當(dāng)激勵(lì)方波信號(hào)的負(fù)半周來到時(shí);晶體三極管Q1(NPN)截止、Q2(PNP)導(dǎo)通，MOS開關(guān)管Q3的柵極所充的電荷，經(jīng)過Q2迅速放電，由于Q2是飽和導(dǎo)通，放電時(shí)間極短，保證了MOS開關(guān)管Q3的迅速的“關(guān)”，如上圖B所示。

由于MOS管在制造工藝上柵極S的引線的電流容量有一定的限度，所以在Q1在飽和導(dǎo)通時(shí)VCC對(duì)MOS管柵極S的瞬時(shí)充電電流巨大，極易損壞MOS管的輸入端，為了保護(hù)MOS管的安全，在具體的電路中必須采取措施限制瞬時(shí)充電的電流值，在柵極充電的電路中串接一個(gè)適當(dāng)?shù)某潆娤蘖麟娮鑂，如下圖A所示。

充電限流電阻R的阻值的選取;要根據(jù)MOS管的輸入電容的大小，激勵(lì)脈沖的頻率及灌流電路的VCC(VCC一般為12V)的大小決定一般在數(shù)十姆歐到一百歐姆之間。

由于充電限流電阻的增加，使在激勵(lì)方波負(fù)半周時(shí)Q2導(dǎo)通時(shí)放電的速度受到限制(充電時(shí)是VCC產(chǎn)生電流，放電時(shí)是柵極所充的電壓VGS產(chǎn)生電流，VGS遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于VCC,R的存在大大的降低了放電的速率)使MOS管的開關(guān)特性變壞，為了使R阻值在放電時(shí)不影響迅速放電的速率，在充電限流電阻R上并聯(lián)一個(gè)形成放電通路的二極管D，上圖B所示。此二極管在放電時(shí)導(dǎo)通，在充電時(shí)反偏截止。這樣增加了充電限流電阻和放電二極管后，既保證了MOS管的安全，又保證了MOS管，“開”與“關(guān)”的迅速動(dòng)作。

2、另一種灌流電路

灌流電路的另外一種形式，對(duì)于某些功率較小的開關(guān)電源上采用的MOS管往往采用了下圖A的電路方式。

圖中 D為充電二極管，Q為放電三極管(PNP)。工作過程是這樣，當(dāng)激勵(lì)方波正半周時(shí)，D導(dǎo)通，對(duì)MOS管輸入端等效電容充電(此時(shí)Q截止)，在當(dāng)激勵(lì)方波負(fù)半周時(shí)，D截止，Q導(dǎo)通，MOS管柵極S所充電荷，通過Q放電，MOS管完成“開”與“關(guān)”的動(dòng)作，如上圖B所示。此電路由激勵(lì)信號(hào)直接“灌流”，激勵(lì)信號(hào)源要求內(nèi)阻較低。該電路一般應(yīng)用在功率較小的開關(guān)電源上。