Buck電源中絕緣柵場效應管的驅動方法
發布時間:2012-01-19
中心議題:
1 引言
圖一所示的單管降壓電源,拓撲很簡單,但由於MOSFET的源極電位不固定,驅動不是很容易。本文就斬波電源的不同驅動方式,分別就其電路的複雜性、驅動脈衝質量、價格成本以及工作頻率的適應性等方麵進行了分析和比較。
2 各種驅動電路分析
2.1 電平轉換直接驅動
當主電路的供電電壓不太高時,可插入圖二所示的電平轉換驅動電路。這種方法的優點是成本較低,缺點一是當輸入電壓Vin較高時不易處理好;二是電平移動驅動部分需要電荷泵供電,因此電路比較繁複。
2.2 光電耦合器隔離驅動
這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)常(chang)用(yong)的(de)方(fang)法(fa),如(ru)圖(tu)三(san)所(suo)示(shi),優(you)點(dian)是(shi)電(dian)路(lu)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu),但(dan)光(guang)耦(ou)次(ci)級(ji)需(xu)要(yao)隔(ge)離(li)電(dian)源(yuan),由(you)於(yu)光(guang)耦(ou)的(de)速(su)度(du)不(bu)是(shi)很(hen)快(kuai),工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)不(bu)能(neng)太(tai)高(gao),並(bing)可(ke)能(neng)降(jiang)低(di)電(dian)源(yuan)的(de)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)。
2.3 變換MOSFET的位置,直接驅動。
如圖四所示,將MOS管移到供電電源的負端,就可用IC輸出的信號直接驅動。優點是驅動成本低,缺點一是輸出地懸浮,抗幹擾性差;二是不能直接引進反饋,需要再加光耦隔離傳送。
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2.4 變壓器直接隔離驅動
圖5所(suo)示(shi)這(zhe)種(zhong)直(zhi)接(jie)驅(qu)動(dong)方(fang)法(fa)的(de)突(tu)出(chu)優(you)點(dian)是(shi)成(cheng)本(ben)最(zui)低(di),但(dan)由(you)於(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)隻(zhi)能(neng)傳(chuan)遞(di)交(jiao)流(liu)信(xin)號(hao),因(yin)此(ci)輸(shu)出(chu)的(de)正(zheng)負(fu)脈(mai)衝(chong)幅(fu)值(zhi)隨(sui)占(zhan)空(kong)比(bi)而(er)變(bian),隻(zhi)適(shi)用(yong)於(yu)占(zhan)空(kong)比(bi)在(zai)0.5左右、而且變化不大的情況。同時由於變壓器的負載是MOS管的輸入電容,驅動脈衝的前後沿一般不會很理想。
2.5 有源變壓器驅動
用變壓器傳送信號,次級另加隔離電源和放大電路,如圖6suoshi。yinweibianyaqizhichuansongxinhao,yincixiangyingbijiaokuai,gongzuopinlvkeyihengao,cijiyouyuan,keyishuchubijiaodouqiaodemaichongxinhao。quedianshiyaoyouyilugelidedianyuangonggei。
2.6 采用新型隔離驅動組件直接驅動
圖7示出的是采用TX_CMB3型驅動模塊的斬波電路,該驅動組件是北京落木源公司(www.pwrdriver.com)新開發出的單管隔離驅動器。該款驅動器使用變壓器隔離,采用分時技術,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動脈衝。這種驅動方法的優點是使用方便(在MOSFET功率不大時,隻要如圖7連接就可以了),驅動脈衝質量好,工作頻率高,體積較小,輸入電壓最高可達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,但考慮到簡化了設計、並降低了裝配成本,總成本可能還要低些。
3 結語
表格1總結了上麵的分析,可以看出,在大多數情況下,采用TX_CMB3專用斬波隔離驅動器是較佳的選擇。
表1:各種驅動方式的比較
- Buck電源中絕緣柵場效應管的驅動方法
- 電平轉換直接驅動
- 光電耦合器隔離驅動
1 引言
圖一所示的單管降壓電源,拓撲很簡單,但由於MOSFET的源極電位不固定,驅動不是很容易。本文就斬波電源的不同驅動方式,分別就其電路的複雜性、驅動脈衝質量、價格成本以及工作頻率的適應性等方麵進行了分析和比較。

2 各種驅動電路分析
2.1 電平轉換直接驅動

當主電路的供電電壓不太高時,可插入圖二所示的電平轉換驅動電路。這種方法的優點是成本較低,缺點一是當輸入電壓Vin較高時不易處理好;二是電平移動驅動部分需要電荷泵供電,因此電路比較繁複。
2.2 光電耦合器隔離驅動

2.3 變換MOSFET的位置,直接驅動。

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2.4 變壓器直接隔離驅動

2.5 有源變壓器驅動

2.6 采用新型隔離驅動組件直接驅動

圖7示出的是采用TX_CMB3型驅動模塊的斬波電路,該驅動組件是北京落木源公司(www.pwrdriver.com)新開發出的單管隔離驅動器。該款驅動器使用變壓器隔離,采用分時技術,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動脈衝。這種驅動方法的優點是使用方便(在MOSFET功率不大時,隻要如圖7連接就可以了),驅動脈衝質量好,工作頻率高,體積較小,輸入電壓最高可達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,但考慮到簡化了設計、並降低了裝配成本,總成本可能還要低些。
3 結語
表格1總結了上麵的分析,可以看出,在大多數情況下,采用TX_CMB3專用斬波隔離驅動器是較佳的選擇。
表1:各種驅動方式的比較
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