柵極驅動變壓器和全集成隔離器在隔離直流/直流電源轉換器中的應用對比
—— Gate Drive Transformers vs. Fully Integrated Isolators in Isolated DC-DC Power Converters
所有的隔離直流/直流電源轉換器都包括輸入濾波器、輸出濾波器、變壓器、初級開關、次級整流和一個控制器。控制器既可以參考初級地,也可以參考次級地。圖1 顯示了一種隔離半橋電源轉換器,其控制器以初級邊地作為參考地。隔離邊界上總共有4個交叉點:電源變壓器、反饋信號,還有2個同步整流MOSFET控制信號。因為反饋信號是相對較慢的模擬信號,通常使用一個光耦來進行隔離反饋信號。大多數(shù)光耦在用于同步MOSFET柵極驅動隔離時都太慢?,F(xiàn)在也有適用的快速光耦,不過這會導致成本大幅提高。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/110115.htm過去,大多數(shù)常規(guī)方案使用柵極驅動變壓器隔離同步整流柵極驅動信號。這些變壓器可用于直接驅動MOSFET柵極,或者僅僅隔離次級柵極驅動集成電路的控制信號。變壓器不能傳輸直流信號。確定尺寸的變壓器只能通過隔離邊界傳輸有限的電壓和時間乘積。每次導通后變壓器都需要重新啟動,這影響了占空比限制。柵極驅動變壓器也存在一些難題和限制。一些生產(chǎn)商最近已開始提供全集成器件替代傳統(tǒng)的柵極驅動變壓器。
圖2顯示了最基本的變壓器隔離柵極驅動。輸入通過一個隔直電容耦合。一個10V、50%占空比的驅動信號通過隔直電容后變成一個5V 直流偏置信號。偏置電壓為:V(驅動)×占空比這個例子中最終次級側驅動信號振幅從+5V 到-5V。負截止區(qū)具有良好的噪聲抗擾性能,但是半峰值導通區(qū)又會減小噪聲抗擾性。對于占空比大于50%的情況,這個設計不實用,峰值幅度隨著占空比的增加而不斷減小。
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