一種新型的不對稱半橋隔離驅(qū)動電路設(shè)計論文41309

1、一種新型的不對稱半橋隔離驅(qū)動電路設(shè)計0 引言 隨著電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展，出現(xiàn)了多種全控型器件，其中mosfet以其開關(guān)速度快、易并聯(lián)、所需驅(qū)動功率低等優(yōu)點成為開關(guān)電源中最常用的功率開關(guān)器件之一。同時，隨著軟開關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，具有結(jié)構(gòu)簡單、所用元器件少、電壓應(yīng)力小等優(yōu)點的不對稱半橋變換器的應(yīng)用也越來越廣泛。而兩路互補(bǔ)導(dǎo)通的驅(qū)動電路的設(shè)計是不對稱半橋變換器設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。本文介紹了幾種常用的不對稱半橋mosfet驅(qū)動電路，分析了各電路的優(yōu)點和適用場合，并提出其不足之處。最后本文設(shè)計了一種新型的不對稱半橋隔離驅(qū)動電路，通過樣機(jī)實驗，證明這種驅(qū)動電路不僅結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，而且能夠良好地實現(xiàn)不

2、對稱半橋電路的驅(qū)動。1 幾種不對稱半橋驅(qū)動電路介紹及分析11 非隔離的不對稱半橋驅(qū)動電路 圖1為常用的小功率驅(qū)動電路，簡單可靠成本低，適用于不要求隔離的小功率開關(guān)設(shè)備。其中一路直接接到下管，另外一路經(jīng)反向器反向后驅(qū)動上管。rp1，rp2用于調(diào)節(jié)死區(qū)時間。12 正激式不對稱半橋隔離驅(qū)動電路 文獻(xiàn)提出一種正激式不對稱半橋隔離驅(qū)動電路，如圖2所示。以正向電路為例，脈沖信號通過高頻脈沖變壓器耦合去驅(qū)動功率mosfet管，次級脈沖電壓為正時，mosfet導(dǎo)通，在此期間vt3截止，由其構(gòu)成的泄放電路不工作。當(dāng)次級脈沖電壓為零時，則vt3導(dǎo)通，快速泄放mosfet柵極電荷，加速mosfet的截止。r7是用于

3、抑制驅(qū)動脈沖的尖峰，r9，vd3，r11，vd5，r13可以加速驅(qū)動并防止驅(qū)動脈沖產(chǎn)生振蕩。 和與它相連的脈沖變壓器繞組共同構(gòu)成去磁電路。 該電路實現(xiàn)了隔離，且能輸出較好的驅(qū)動波形。但是也存在一些不足之處：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要雙電源供電(12v)；元器件較多，特別是需要兩個隔離變壓器，不僅占用較大空間，而且增加電路成本。13 專用芯片驅(qū)動電路 st公司的l6384是專門的不對稱半橋驅(qū)動芯片，其原理圖及外圍電路如圖3所示。單脈沖從1腳(in)輸入，5腳(hvg)和7腳(lvg)輸出互補(bǔ)的脈沖。3腳(dtst)外接電阻和電容來控制兩路輸出的死區(qū)時間。當(dāng)3腳的電平低于05v的時候，芯片停止工作。專用芯片具

4、有外圍電路簡單、占用空間小的特點，但由于其成本較高，不適用于低成本設(shè)計的產(chǎn)品。2 新型的不對稱半橋隔離驅(qū)動電路 根據(jù)以上幾種驅(qū)動電路，針對傳統(tǒng)隔離驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、占用空間大和不對稱半橋?qū)Ｓ眯酒?qū)動電路應(yīng)用的局限性等問題，提出了一種新型的不對稱半橋隔離驅(qū)動電路，適用于單脈沖輸出的芯片，具有結(jié)構(gòu)簡單可靠，占用空間小等特點，并且實現(xiàn)了電氣隔離，可以運(yùn)用于中大功率場合。驅(qū)動電路如圖4所示，工作頻率由磁芯的特性決定，一般使用高頻磁芯，工作頻率可達(dá)100khz。原邊vt1，vt2構(gòu)成的推挽式功放電路。脈沖輸出高電平時，vt1導(dǎo)通，提供mos管驅(qū)動功率；低電平時，vt2導(dǎo)通，電容上的儲能提供反向脈沖。變壓

5、器副邊輸出的兩路波形經(jīng)調(diào)理電路后變成互補(bǔ)的脈沖信號，從而驅(qū)動mosfet。驅(qū)動脈沖為正時，mosfet導(dǎo)通，在此期間vt1，vt2截止，由其構(gòu)成的泄放電路不工作。當(dāng)次級脈沖電壓為零時，則vt1，vt2導(dǎo)通，快速泄放mosfet柵極電荷，加速mosfet的截止。穩(wěn)壓管vd1，vd2對脈沖波形正向進(jìn)行削波。. 在saber仿真下，該變壓器副邊n2，n3以及上、下管的驅(qū)動波形分別如圖5(a)、(b)所示。 該電路具有以下優(yōu)點：電路結(jié)構(gòu)較簡單可靠，具有電氣隔離作用。占空比固定時，通過合理的參數(shù)設(shè)計，此驅(qū)動電路具有較快的開關(guān)速度。該電路只需一個電源，即為單電源工作。3 實驗和結(jié)論 本文設(shè)計了一臺不對稱半橋變換器樣機(jī)：工作頻率為98khz，輸人電壓為400vdc，輸出電壓為30vdc。測得占空比為047時的驅(qū)動波形ug1，ug1如圖(6)所示。 通過