如果您想知道是否有一種簡單的方法可以在不使用復(fù)雜的自舉階段的情況下實(shí)現(xiàn)H橋驅(qū)動器電路，以下想法將精確地解決您的查詢。

在本文中，我們將學(xué)習(xí)如何使用 P 溝道和 N 溝道 MOSFET 構(gòu)建通用全橋或 H 橋 MOSFET 驅(qū)動電路，該電路可用于制造電機(jī)、逆變器和許多不同的功率轉(zhuǎn)換器的高效驅(qū)動電路。

這個(gè)想法完全擺脫了標(biāo)準(zhǔn)的4 N溝道H橋驅(qū)動器拓?fù)?，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須依賴于復(fù)雜的自舉網(wǎng)絡(luò)。

標(biāo)準(zhǔn)N溝道全橋設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)

我們知道，全橋MOSFET驅(qū)動器最好通過為系統(tǒng)中的所有4個(gè)器件集成N溝道MOSFET來實(shí)現(xiàn)。主要優(yōu)點(diǎn)是這些系統(tǒng)在功率傳輸和散熱方面提供的高度效率。

這是因?yàn)镹溝道MOSFET在其漏極源極端子上的RDSon電阻最小，從而確保最小的電流電阻，從而在器件上實(shí)現(xiàn)更小的散熱和更小的散熱器。

然而，實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)并不容易，因?yàn)槿绻麤]有與設(shè)計(jì)連接的二極管/電容自舉網(wǎng)絡(luò)，所有4通道器件都無法傳導(dǎo)和操作中央負(fù)載。

自舉網(wǎng)絡(luò)需要一些計(jì)算和組件的棘手放置，以確保系統(tǒng)正常工作。這似乎是基于4通道MOSFET的H橋拓?fù)涞闹饕秉c(diǎn)，普通用戶發(fā)現(xiàn)難以配置和實(shí)現(xiàn)。

另一種方法

制造簡單通用的H橋驅(qū)動器模塊的另一種方法是消除兩個(gè)高端N溝道MOSFET，并取代它們P溝道對應(yīng)物。

有人可能會想，如果它如此簡單有效，那么為什么它不是標(biāo)準(zhǔn)的推薦設(shè)計(jì)？答案是，盡管該方法看起來更簡單，但也有一些缺點(diǎn)，在使用P和N溝道MOSFET組合的此類全橋配置中，可能會導(dǎo)致效率降低。

首先，與N溝道MOSFET相比，P溝道MOSFET通常具有更高的RDSon電阻額定值，這可能導(dǎo)致器件散熱不均勻和輸出結(jié)果不可預(yù)測。第二個(gè)危險(xiǎn)可能是擊穿現(xiàn)象，這可能會對設(shè)備造成即時(shí)損壞。

也就是說，解決上述兩個(gè)障礙比設(shè)計(jì)一個(gè)棘手的自舉電路要容易得多。

上述兩個(gè)問題可以通過以下方式消除：

選擇具有最低RDSon規(guī)格的P溝道MOSFET，該規(guī)格可能幾乎等于互補(bǔ)N溝道器件的RDSon額定值。例如，在我們提出的設(shè)計(jì)中，您會發(fā)現(xiàn) IRF4905 用于 P 溝道 MOSFET，其額定 RDSon 電阻非常低，僅為 0.02 歐姆。

通過添加適當(dāng)?shù)木彌_級并使用來自可靠數(shù)字源的振蕩器信號來抵消擊穿。

一款簡單的通用 H 橋 MOSFET 驅(qū)動器

下圖顯示了基于 P 溝道/N 溝道的通用 H 橋 MOSFET 驅(qū)動器電路，該電路似乎旨在以最小的風(fēng)險(xiǎn)提供最高效率。

工作原理

上述H橋設(shè)計(jì)的工作原理幾乎是基本的。該理念最適合逆變器應(yīng)用，以有效地將低功率直流電轉(zhuǎn)換為市電級交流電。

12V 電源可從任何所需的電源獲取，例如用于逆變器應(yīng)用的電池或太陽能電池板。

使用 4700 uF 濾波電容器以及 22 Ω 限流電阻器和 12V 齊納對電源進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，以增加穩(wěn)定性。

穩(wěn)定的直流用于為振蕩器電路供電，確保其工作不受逆變器開關(guān)瞬變的影響。

振蕩器的交替時(shí)鐘輸出饋送到Q1、Q2 BJT的基極，這些基極是標(biāo)準(zhǔn)的小信號BC547晶體管，定位為緩沖器/逆變器級，用于精確驅(qū)動主MOSFET級。

默認(rèn)情況下，BC547 晶體管通過其各自的基極電阻分壓器電位處于開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)。

這意味著在空閑狀態(tài)下，在沒有振蕩器信號的情況下，P 溝道 MOSFET 始終導(dǎo)通，而 N 溝道 MOSFET 始終關(guān)斷。在這種情況下，中心的負(fù)載（即變壓器初級繞組）沒有電源并保持關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)時(shí)鐘信號饋送到指示點(diǎn)時(shí)，來自時(shí)鐘脈沖的負(fù)信號實(shí)際上通過100 uF電容將BC547晶體管的基極電壓接地。

這種情況交替發(fā)生，導(dǎo)致來自H橋臂之一的N溝道MOSFET導(dǎo)通?，F(xiàn)在，由于電橋另一臂上的 P 溝道 MOSFET 已經(jīng)導(dǎo)通，因此使對角線兩側(cè)上的一個(gè) P 溝道 MOSFET 和一個(gè) N 溝道 MOSFET 能夠同時(shí)導(dǎo)通，從而使電源電壓沿一個(gè)方向流過這些 MOSFET 和變壓器的初級。

對于第二個(gè)交替時(shí)鐘信號，重復(fù)相同的動作，但對于電橋的另一個(gè)對角線臂，導(dǎo)致電源從另一個(gè)方向流過變壓器初級。

開關(guān)模式與任何標(biāo)準(zhǔn)H橋完全相同，如下圖所示：

P和N溝道MOSFET在左/右對角線臂上的觸發(fā)器切換不斷重復(fù)，以響應(yīng)振蕩器級的交替時(shí)鐘信號輸入。

因此，變壓器初級也以相同的模式切換，導(dǎo)致方波AC 12V流過其初級，相應(yīng)地轉(zhuǎn)換為220 V或120 V AC方波穿過變壓器的次級。

頻率取決于振蕩器信號輸入的頻率，220 V 輸出為 50 Hz，120 V AC 輸出為 60 Hz，

可以使用哪種振蕩器電路

振蕩器信號可以來自任何基于數(shù)字IC的設(shè)計(jì)，例如來自IC 4047，SG3525，TL494，IC 4017/555，IC 4013等。

即使是晶體管非穩(wěn)態(tài)電路也可以有效地用于振蕩器電路。

下面的振蕩器電路示例可以理想地與上面討論的全橋模塊一起使用。振蕩器通過晶體換能器具有固定在 50 Hz 的輸出。

IC2的接地引腳錯(cuò)誤地未顯示在圖中。請將IC2的引腳#8與IC1的引腳#8，12線連接，以確保IC2獲得地電位。該接地還必須與H橋模塊的接地線連接。