MOSFET內部二極管之逆變器應用介紹

全橋與H橋逆變器

如上電路所示，全橋逆變器中，一組4個MOSFET連接到輸出負載。

對角連接的MOSFET通過外部振蕩器交替切換，來自電池的輸入DC轉換為負載的交流電或AC。

負載通表現為變壓器形式，低壓初級線圈與MOSFET橋連接以實現預期的DC到AC反相。

基于4 N溝道MOSFET的H橋被應用在全橋逆變器中，即用4 N通道逆變器依賴于專用驅動器IC，但效率很高，復雜性可忽略，廣泛應用于全橋逆變器中。

MOSFET體內二極管

MOSFET中用內部二極管，保護器件免受因連接的電感性負載,產生的反向EMF尖峰的影響。

當電感負載與MOSFET漏極接通時，電能立即存儲在負載內部，并且在下一個瞬間隨著關閉，該存儲的EMF從MOSFET源極到漏極，從而導致MOSFET永久性損壞。

在器件的漏源極間存在一個內部二極管，通過允許反電動勢尖峰穿過二極管來阻止MOSFET被損壞，保護MOSFET。

MOSFE二極管為逆變器電池充電

逆變器中必有電池，需頻繁充電，保持逆變器持續輸出并處于待機狀態。

給電池充電需變壓器，該變壓器必須是高功率器件，以確保電池的最佳電流。

將額外變壓器與逆變器變壓器一起使用體積很大，成本高。

MOSFET內部二極管使變壓器，可通過簡單的繼電器切換序列，以逆變器模式和電池充電器模式進行切換。

工作原理

如下電路所示

每個MOSFET都帶有一個內部二極管，該二極管跨接在它們的漏源極引腳之間。

二極管陽極與源極相連，而陰極引腳與器件的源極引腳相連。

因MOSFET配置在橋接網絡中，二極管也配置成基本的全橋整流器網絡格式。

用幾個繼電器，實現快速轉換，以使電網AC能夠通過MOSFET二極管為電池充電。

實際上，MOSFET內部二極管，此種橋式整流器網絡結構，用單個變壓器作為逆變器變壓器和充電器變壓器的過程簡單。

流過MOSFET二極管電流方向

如下電路所示

將變壓器AC整流為DC充電電壓

用交流電源時，變壓器線會交替改變其極性。

左圖，若START為正極，橙色箭頭指示電流通過D1，電池，D3并流回FINISH或變壓器負極的電流模式。

在下一個AC周期中，極性反轉，電流如藍色箭頭所示經過體二極管D4，電池D2并流回FINISH或變壓器繞組的負極。這會不斷重復，將兩個AC周期都轉換為DC并為電池充電。

因MOSFET包含在系統中，操作時必須格外小心，以確保這些器件在過程中不會損壞。

實用設計

如下電路圖所示

MOSFET二極管應用于，為逆變器電池充電的整流器的設計，并帶有繼電器轉換開關。

確保MOSFET在充電模式下絕對安全，并將二極管與變壓器AC一起使用時，MOSFET柵極必須保持在接地電位，并且必須與電源DC完全斷開。

1.在所有MOSFET的柵源極引腳間連接1 k電阻，并在驅動器IC的Vcc電源線上串聯一個截止繼電器。

2.截止繼電器是SPDT繼電器觸點，其N / C觸點與驅動器IC電源輸入串聯，在沒有交流電源的情況下，N / C觸點保持活動狀態，從而允許電池電源到達驅動器IC，即為MOSFET供電。

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