Buck電源中絕緣柵場效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)方法

1 引言

　　圖一所示的單管降壓電源，拓?fù)浜芎唵?，但由于MOSFET的源極電位不固定，驅(qū)動(dòng)不是很容易。本文就斬波電源的不同驅(qū)動(dòng)方式，分別就其電路的復(fù)雜性、驅(qū)動(dòng)脈沖質(zhì)量、價(jià)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(dòng)電路分析

2.1　電平轉(zhuǎn)換直接驅(qū)動(dòng)

　　當(dāng)主電路的供電電壓不太高時(shí)，可插入圖二所示的電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是成本較低，缺點(diǎn)一是當(dāng)輸入電壓Vin較高時(shí)不易處理好；二是電平移動(dòng)驅(qū)動(dòng)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(dòng)

　　這是一種常用的方法，如圖三所示，優(yōu)點(diǎn)是電路比較成熟，但光耦次級(jí)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(dòng)。

　　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(hào)直接驅(qū)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)成本低，缺點(diǎn)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。

2.4　變壓器直接隔離驅(qū)動(dòng)

　　圖5所示這種直接驅(qū)動(dòng)方法的突出優(yōu)點(diǎn)是成本最低，但由于變壓器只能傳遞交流信號(hào)，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(shí)由于變壓器的負(fù)載是MOS管的輸入電容，驅(qū)動(dòng)脈沖的前后沿一般不會(huì)很理想。

2.5　有源變壓器驅(qū)動(dòng)

　　用變壓器傳送信號(hào)，次級(jí)另加隔離電源和放大電路，如圖6所示。因?yàn)樽儔浩髦粋魉托盘?hào)，因此響應(yīng)比較快，工作頻率可以很高，次級(jí)有源，可以輸出比較陡峭的脈沖信號(hào)。缺點(diǎn)是要有一路隔離的電源供給。

2.6　采用新型隔離驅(qū)動(dòng)組件直接驅(qū)動(dòng)

圖7示出的是采用TX_CMB3型驅(qū)動(dòng)模塊的斬波電路，該驅(qū)動(dòng)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(dòng)器。該款驅(qū)動(dòng)器使用變壓器隔離，采用分時(shí)技術(shù)，在輸入信號(hào)的上升和下降沿傳遞PWM的信號(hào)，在平頂階段傳遞能量，因而能夠輸出陡峭的驅(qū)動(dòng)脈沖。這種驅(qū)動(dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)是使用方便（在MOSFET功率不大時(shí)，只要如圖7連接就可以了），驅(qū)動(dòng)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(jià)格也比較便宜。缺點(diǎn)是工作頻率低時(shí)要求的變壓器體積比較大，同時(shí)成本稍高些，但考慮到簡化了設(shè)計(jì)、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(dòng)器是較佳的選擇。
表1：各種驅(qū)動(dòng)方式的比較