基于变压器隔离的功率MOSFET驱动电路参数设计

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1、通馋电．潦】．：2{112年5月25日第29卷第3期TelecomPowerTechnologyMay25，2012，Vo1．29No．3文章编号：1009—3664(2(112)()3—0031—03照≮基于变压器隔离的功率MOSFET驱动电路参数设计廖鸿飞，梁奇峰，彭建宇(中山火炬职业技术学院，广东中山528400)摘要：介绍了基于单电容变压器隔离及双电容变压器隔离的功率MOSFET驱动电路，并对驱动电路中各元器件的参数设计进行了详细的论述。进一步对所提出的设计方法进行了实验验证，实验结果表明该设计方法是合理有效的，驱动波形平滑无振荡，并且有较快的上升时间。关键词：隔离

2、驱动；驱动变压器；功率MOSFET中图分类号：TM461，TN86文献标识码：A‘TheParametersDesignforPowerMOSFETDriverCircuitBasedonTransformerIsolatedLIAOHong—fei，LIANGQi-feng，PENGJian-yu(ZhongShanTorchPolytechnic，Zhongshan548600，China)Abstract：ThispaperintroducesthepowerMOSFETdrivercircuitbasedonthesinglecapacitoranddualcapa

3、citorstransformerisolation，thenanalyzesthecircuitanddiscussestheparameterdesignforthedrivercomponentsindetail．Ex—perimentdesignsfortheisolationdrivercircuithasverifiedtheparameterdesignmethodisfeasible．Thetestresultshowsthediverwaveformhasashortrisetime，smoothandnooscillation．Keywords：isol

4、ationdriver；drivertransformer；powerMOSFET(1)单电容变压器隔离驱动电路0引言单电容变压器隔离驱动电路是在变压器原边串联功率场效应晶体管(功率MOSFET)是一种单极了一个隔直电容，其结构如图1所示。由于PWM芯型电压控制器件，没有少数载流子的存储效应，具有开片输出的驱动波形通常含有直流成分，会造成隔离脉关速度快，开关频率高，输入阻抗高等优点，因此在开冲变压器的偏磁。因此在隔离驱动变压器的原边串联关电源装置中得到了广泛的应用l1]。在开关电源装隔直电容，以滤除驱动脉冲中的直流成分。置中，根据主电路的结构，经常需要将主电路与驱动电路隔离

5、，因此需要采用隔离驱动方式。在功率装置中，常采用的隔离驱动方式有光电耦合隔离驱动及脉冲变压器隔离驱动。由于光电耦合隔离驱动方式的开关速度较慢，成本高，不适合应用于高频开关图1单电容隔离驱动电路电源。脉冲变压器隔离驱动方式具有电路结构简单可假设驱动脉冲的占空比为D，则隔直电容C。两端靠，成本低等优点，因此在开关电源中得到了广泛的应的直流电压为：用。本文主要介绍了常用的变压器隔离驱动电路结构1r_r及其工作原理，给出了电路中各元件的参数设计方法Uc一dt—DuDRv(1)』sJ0及设计准则，提高了驱动电路的可靠性和驱动性能。假设隔离驱动变压器的变比为，则MOSFET1变压器隔离

6、驱动电路栅源极间的电压为：r一v-UcUDRV—D【一厂I)Kv1～D一由于开关电源的开关频率较高，而高速光耦的开UGS————一——————t．JDRV——ItlLH关速度通常在50kHz以下，并且价格较高，因此在开(2)关电源中，通常采用脉冲变压器隔离驱动电路。变压由式(2)可以看出，MOSFET栅源极问的电压器隔离驱动电路有单电容变压器隔离驱动电路和双电。是随占空比变化的，因此不适用于占空比变化的容变压器隔离驱动电路。PWM电路。但由于这种电路结构简单，因此在占空比固定的拓扑结构，如LLC、移相全桥等电路中得到收稿日期：2012—02一()6作者简介：廖鸿飞(1982

7、一)，男，X-程师，硕士，研究方向为高了广泛应用。性能智能电源。(2)双电容变压器隔离驱动电路·31’通缱电．潦】-：旦25日第29卷第3期TelecomPowerTechnology由于单电容变压器隔离驱动电路中隔直电容上的直(3)驱动变压器流电压随占空比变化，使得驱动电路输出的驱动电压也驱动变压器应保证在磁化过程中不饱和，因此所随占空比变化。因此可以在隔离变压器副边增加一个电设计的匝数应保证其磁通摆幅ZXB不能过大。位平移电路，便可以补偿隔直电容上的电压降，使驱动电N一㈩路输出电压不随占空比变化。双电容变压器隔