大功率晶体管驱动电路的设计及其应用

3）在开通和关断速度方面不断加以改进和完善。

3 基极驱动电路一例

3.1 电路组成与功能

下面介绍一种实用高效自保护插件电感器基极驱动电路，它不但能维持GTR工作在准饱和状态，而且可以对GTR的过载提供快速可靠的保护，防止GTR进入放大区。另外可以改善GTR的开关特性，缩短开关时间，降低驱动功率，提高驱动效率，具体电路如图2所示。它主要由信号隔离电路，退饱和检测电路，控制信号综合电路和具有反偏压的自适应输出电路组成。信号隔离电路由光电耦合器B_D构成，实现逻辑控制电路与驱动电路之间的电气隔离；退饱和检测电路由二极管D₆和电压比较器A₁组成。当GTR的集-射极电压V_CE高于某一规定值时，电压比较器A₁输出过载保护信号功率电感器。控制信号的综合电路由三极管V₁构成。其功能是将正常的开关驱动信号与退饱和禁止信号叠加处理后送至输出级。具有反偏压的自适应输出驱动级由三级管V₃、V₄，二极管D₇、D₈、D₉，电容器C₂等元器件组成，它的功能是提高开关速度和产生反偏压驱动波形。

图2 基极驱动电路

3.2 驱动电路的工作原理

当输入信号V_in为高电平时，光耦截止，B点近似等于电源电压，A点为R₃与R₄的分压电平，则V_B>V_A，电压比较器输出端C为低电平，三极管V₁截止，V₂导通，V₃、V₄截止，从而GTR截止。

当输入信号V_in由高电平变为低电平时，光耦输出由截止变为导通。C₁经R₈、D₃进行充电，利用电容二端的电压不能突变的特点，V₂的基极电位也变为零，V₂截止，V₃、V₄导通，经过加速网络C₂、R₁₂使GTR迅速饱和导通；当GTR导通后，它的V_CE随之下降，D₆导通，使B点的电位箝位于V_B=V_CE<V_A，电压比较器A₁输出端C变为高电平，使V₁导通，V₂的基极电位维持在地电位上；维持V₂截止，V₃、V₄导通。同时V₁的导通给C₁提供了广州电感厂放电回路，使电容C₁的两端电压下降为零，为下次工作做准备。

当V_in由低电平变为高电平时，光耦输出级由导通变为截止，使D₁导通，D₂截止，重新使V_B>V_A，C点输出低电平，V₁截止，V₂导通，由C₂、V₅、D₁₀、D₉等组成的反偏电路使GTR迅速关断，D₆同时截止。下一周期将重复上述工作过程。

带有反偏驱动电路的工作原理如下：当V₄导通时，GTR也导通。通过加速电容C₂的比较大的充电电流向GTR基极提供过驱动电流，最大电流仅受R₁₁阻值限制。充电结束后，进入导通阶段，GTR的基极电流由R₁₁、R₁₂和D₈共同决定，此时C₂充有左正右负的电压。当V₄关断V₅导通时，电容C₂经V₅的C-E结→D₁₀→D₉→C₂放电。GTR的反偏电压等于D₁₀的导通压降，约为0.7V左右，使GTR迅速截止。

3.3 保护电路工作原理

在正常工作过程中，由于D_{6电感器生产厂家}导通，使V_B=V_CE；若GTR发生过载或其它原因退出饱和状态，使V_CE上升到V_B=V_CE

3.4 驱动电路的器件要求

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