一個用于驅(qū)動柵極驅(qū)動變壓器的簡單電路

在我的上一篇關(guān)于EE時代的電源技巧博文中，我討論了如何使用一個雙開關(guān)反激式電路來提升低功耗隔離式轉(zhuǎn)換器的效率。與單開關(guān)反激式電路相比，雙開關(guān)反激式電路的主要代價就是需要一個浮動的高側(cè)驅(qū)動。一個柵極驅(qū)動變壓器通常用于雙開關(guān)反激式電路的高側(cè)FET，而柵極驅(qū)動變壓器的使用是需要一些技巧的。如果磁芯沒有在每個周期內(nèi)正確復(fù)位，那么它就有可能飽和。

其中一個最常見的驅(qū)動技術(shù)就是使用一個與驅(qū)動繞組串聯(lián)的AC耦合電容器。這個電容器將平均電流強制為0A，這就確保了變壓器不會飽和。然而，它仍然有可能在瞬態(tài)時飽和，而驅(qū)動信號的DC信息將會在驅(qū)動變壓器的次級側(cè)上丟失。

圖1顯示的是在沒必要使用耦合電容器時驅(qū)動一個變壓器的簡單方法。當驅(qū)動信號變?yōu)楦唠娖綍r，小信號FET，Q2接通，而驅(qū)動電壓被施加在變壓器的繞組上。當驅(qū)動信號變?yōu)榈碗娖綍r，它將繞組的同名端下拉至接地，并且關(guān)閉Q2。當Q2關(guān)閉時，變壓器內(nèi)的磁化電流正向偏置D1，在相反的方向上，將VDD施加在變壓器繞組上。為了少于50%的占空比，變壓器保證能夠完全復(fù)位。通過增加一個與D1串聯(lián)的齊納二極管，你可以將占空比擴展到50%以上。

這個驅(qū)動電路提供了兩個額外的優(yōu)勢。首先，所有的磁化能量被回收至VDD，從而提高了效率。第二，在磁化復(fù)位期間內(nèi)，F(xiàn)ET的驅(qū)動由一個負驅(qū)動實現(xiàn)。這個負驅(qū)動能夠通過加快關(guān)閉時間來減少開關(guān)損耗。

這個簡單的驅(qū)動電路確保了驅(qū)動變壓器的正確復(fù)位，并且能夠提升效率。