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Buck電源中絕緣柵場效應(yīng)管的驅(qū)動方法

發(fā)布時間:2012-01-19

中心議題:
  • Buck電源中絕緣柵場效應(yīng)管的驅(qū)動方法
解決方案:
  • 電平轉(zhuǎn)換直接驅(qū)動
  • 光電耦合器隔離驅(qū)動

1 引言

圖一所示的單管降壓電源,拓?fù)浜芎唵危捎贛OSFET的源極電位不固定,驅(qū)動不是很容易。本文就斬波電源的不同驅(qū)動方式,分別就其電路的復(fù)雜性、驅(qū)動脈沖質(zhì)量、價格成本以及工作頻率的適應(yīng)性等方面進(jìn)行了分析和比較。

2 各種驅(qū)動電路分析

2.1 電平轉(zhuǎn)換直接驅(qū)動

當(dāng)主電路的供電電壓不太高時,可插入圖二所示的電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路。這種方法的優(yōu)點是成本較低,缺點一是當(dāng)輸入電壓Vin較高時不易處理好;二是電平移動驅(qū)動部分需要電荷泵供電,因此電路比較繁復(fù)。

2.2 光電耦合器隔離驅(qū)動


這是一種常用的方法,如圖三所示,優(yōu)點是電路比較成熟,但光耦次級需要隔離電源,由于光耦的速度不是很快,工作頻率不能太高,并可能降低電源的瞬態(tài)響應(yīng)速度。

2.3 變換MOSFET的位置,直接驅(qū)動。
如圖四所示,將MOS管移到供電電源的負(fù)端,就可用IC輸出的信號直接驅(qū)動。優(yōu)點是驅(qū)動成本低,缺點一是輸出地懸浮,抗干擾性差;二是不能直接引進(jìn)反饋,需要再加光耦隔離傳送。
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2.4 變壓器直接隔離驅(qū)動
圖5所示這種直接驅(qū)動方法的突出優(yōu)點是成本最低,但由于變壓器只能傳遞交流信號,因此輸出的正負(fù)脈沖幅值隨占空比而變,只適用于占空比在0.5左右、而且變化不大的情況。同時由于變壓器的負(fù)載是MOS管的輸入電容,驅(qū)動脈沖的前后沿一般不會很理想。

2.5 有源變壓器驅(qū)動
用變壓器傳送信號,次級另加隔離電源和放大電路,如圖6所示。因為變壓器只傳送信號,因此響應(yīng)比較快,工作頻率可以很高,次級有源,可以輸出比較陡峭的脈沖信號。缺點是要有一路隔離的電源供給。

2.6 采用新型隔離驅(qū)動組件直接驅(qū)動


圖7示出的是采用TX_CMB3型驅(qū)動模塊的斬波電路,該驅(qū)動組件是北京落木源公司(www.pwrdriver.com)新開發(fā)出的單管隔離驅(qū)動器。該款驅(qū)動器使用變壓器隔離,采用分時技術(shù),在輸入信號的上升和下降沿傳遞PWM的信號,在平頂階段傳遞能量,因而能夠輸出陡峭的驅(qū)動脈沖。這種驅(qū)動方法的優(yōu)點是使用方便(在MOSFET功率不大時,只要如圖7連接就可以了),驅(qū)動脈沖質(zhì)量好,工作頻率高,體積較小,輸入電壓最高可達(dá)1000V,價格也比較便宜。缺點是工作頻率低時要求的變壓器體積比較大,同時成本稍高些,但考慮到簡化了設(shè)計、并降低了裝配成本,總成本可能還要低些。

3 結(jié)語


表格1總結(jié)了上面的分析,可以看出,在大多數(shù)情況下,采用TX_CMB3專用斬波隔離驅(qū)動器是較佳的選擇。
表1:各種驅(qū)動方式的比較
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