导言
跟着电力半导体器材的开展,呈现了多种全控型器材,其间MOSFET以其开关速度快、易并联、所需驱动功率低一级长处成为开关电源中最常用的功率开关器材之一。一起,跟着软开关技能的不断开展,具有结构简略、所用元器材少、电压应力小等长处的不对称半桥变换器的运用也越来越广泛。而两路互补导通的驱动电路的规划是不对称半桥变换器规划中的一个重要环节。本文介绍了几种常用的不对称半桥MOSFET驱动电路,剖析了各电路的长处和适用场合,并提出其不足之处。最终本文规划了一种新式的不对称半桥阻隔驱动电路,经过样机试验,证明这种驱动电路不只结构简略、规划合理,而且能够杰出地完成不对称半桥电路的驱动。
1 几种不对称半桥驱动电路介绍及剖析
1.1 非阻隔的不对称半桥驱动电路
图1为常用的小功率驱动电路,简略牢靠本钱低,适用于不要求阻隔的小功率开关设备。其间一路直接接到下管,别的一路经反向器反向后驱动上管。RP1,RP2用于调度死区时刻。
1.2 正激式不对称半桥阻隔驱动电路
文献提出一种正激式不对称半桥阻隔驱动电路,如图2所示。
以正向电路为例,脉冲信号经过高频脉冲变压器耦合去驱动功率MOSFET管,次级脉冲电压为正时,MOSFET导通,在此期间VT3截止,由其构成的泄放电路不作业。当次级脉冲电压为零时,则VT3导通,快速泄放MOSFET栅极电荷,加快MOSFET的截止。R7是用于按捺驱动脉冲的尖峰,R9,VD3,R11,VD5,R13能够加快驱动并避免驱动脉冲发生振动。 和与它相连的脉冲变压器绕组一起构成去磁电路。
该电路完成了阻隔,且能输出较好的驱动波形。可是也存在一些不足之处:①结构杂乱,需求双电源供电(±12V);②元器材较多,特别是需求两个阻隔变压器,不只占用较大空间,而且添加电路本钱。
1.3 专用芯片驱动电路
ST公司的L6384是专门的不对称半桥驱动芯片,其原理图及外围电路如图3所示。单脉冲从1脚(IN)输入,5脚(HVG)和7脚(LVG)输出互补的脉冲。3脚(DT/ST)外接电阻和电容来操控两路输出的死区时刻。当3脚的电平低于0.5V的时分,芯片停止作业。专用芯片具有外围电路简略、占用空间小的特色,但由于其本钱较高,不适用于低本钱规划的产品。
2 新式的不对称半桥阻隔驱动电路
依据以上几种驱动电路,针对传统阻隔驱动电路结构杂乱、占用空间大和不对称半桥专用芯片驱动电路运用的局限性等问题,提出了一种新式的不对称半桥阻隔驱动电路,适用于单脉冲输出的芯片,具有结构简略牢靠,占用空间小等特色,而且完成了电气阻隔,能够运用于中大功率场合。
驱动电路如图4所示,作业频率由磁芯的特性决议,一般运用高频磁芯,作业频率可达100kHZ。原边VT1,VT2构成的推挽式功放电路。脉冲输出高电平时,VT1导通,供给MOS管驱动功率;低电平时,VT2导通,电容上的储能供给反向脉冲。变压器副边输出的两路波形经调度电路后变成互补的脉冲信号,然后驱动MOSFET。驱动脉冲为正时,MOSFET导通,在此期间VT1,VT2截止,由其构成的泄放电路不作业。当次级脉冲电压为零时,则VT1,VT2导通,快速泄放MOSFET栅极电荷,加快MOSFET的截止。稳压管VD1,VD2对脉冲波形正向进行削波。
在SABER仿真下,该变压器副边N2,N3以及上、下管的驱动波形别离如图5(a)、(b)所示。
该电路具有以下长处:①电路结构较简略牢靠,具有电气阻隔效果。占空比固守时,经过合理的参数规划,此驱动电路具有较快的开关速度。②该电路只需一个电源,即为单电源作业。
3 试验和定论
本文规划了一台不对称半桥变换器样机:作业频率为98kHz,输人电压为400VDC,输出电压为30VDC。测得占空比为0.47时的驱动波形Ug1,Ug1如图(6)所示。
经过试验验证,本文提出的新式不对称半桥阻隔驱动电路不只结构简略、规划合理,且较好地完成了MOSFET的互补驱动,其驱动波形具有很好的稳定性,是一款高性能的阻隔驱动电路。