TLP250功率驱动模块在IRF840MOSFET中的应用.doc

引言---功率集成电路驱动模块是微电子技术和电力电子技术相结合的产物,其基本功能是使动力和信息合一,成为机和电的关键接口。快速电力电子器件MOSFET的出现,为斩波频率的提高创造了条件,提高斩波频率可以减少低频谐波分量,降低对滤波元器件的要求,减少了体积和重量。采用自关断器件,省去了换流回路,又可提高斩波器的频率。---直流电动机的励磁回路和电枢回路电流的自动调节常常采用功率MOSFET。功率MOSFET是一种多子导电的单极型电压控制器件,具有开关速度快、高频特性好、热稳定性优良、驱动电路简单、驱动功率小、安全工作区宽、无二次击穿问题等显著优点。目前,功率MOSFET的指标达到耐压600V、电流70A、工作频率100kHz的水平,在开关电源、办公设备、中小功率电机调速中得到广泛的应用,使功率变换装置实现高效率和小型化。---因为主电路电压均为高电压、大电流情况,而控制单元为弱电电路,所以它们之间必须采取光电隔离措施,以提高系统抗干扰措施,可采用带光电隔离的MOSFET驱动芯片TLP250。光耦TLP250是一种可直接驱动小功率MOSFET和IGBT的功率型光耦,由日本东芝公司生产,。选用TLP250光耦既保证了功率驱动电路与PWM脉宽调制电路的可靠隔离,又具备了直接驱动MOSFET的能力,使驱动电路特别简单。TLP250的结构及驱动电路的设计 ---功率MOSFET驱动的难点主要体现在功率器件的特性、吸收回路和栅极驱动等方面,下面首先介绍TLP250的结构和引脚使用方法,然后分别介绍以上各项。●TLP250功率器件                                          - --东芝公司的专用集成功率驱动模块TLP250包含一个GaA1As光发射二极管和一个集成光探测器,是8脚双列封装,适合于IGBT或功率MOSFET栅极驱动电路。TLP250的管脚如图1所示。                                  ---TLP250驱动主要具备以下特征:输入阈值电流IF=5mA(max);=11mA(max);电源电压(VCC)=10~35V;输出电流IO=±(min);开关时间tpLH/tpHL=(max)。---基于TMS320LF2407DSP、TLP250、IRF840MOSFET栅极驱动电路的直流调速系统的基本结构如图1所示,如何对功率器件IRF840进行驱动是至关重要的,必须首先对此问题加以解决,然后才能在此基础上对控制器进行设计。●功率MOSFET的开关特性---IRF840MOSFET电力场效应晶体管在导通时只有一种极性的载流子(多数载流子)参与导电,是单极型晶体管。电力场效应晶体管是用栅极电压来控制漏极电流的,因此它的一个显著特点是驱动电路简单,驱动功率小。其第二个显著特点是开关速度快,工作频率高,电力MOSFET的工作频率在下降时间主要由输入回路时间常数决定。---MOSFET的开关速度和其输入电容的充放电有很大关系。使用者虽然无法降低Cin的值,但可以降低栅极驱动回路信号源内阻Rs的值,从而减小栅极回路的充放电时间常数,加快开关速度。---IRF840为单极型器件,没有少数载流子的存储效应,输入阻抗高,因而开关速度可以提高,驱动功率小,电路简单。但