同步Buck新型高頻正弦波諧振驅(qū)動電路的研究
3 雙管正弦波諧振驅(qū)動電路
在圖1所示的同步Buck電路中有兩個開關(guān)管需要驅(qū)動,存在高邊驅(qū)動問題,因此在圖3所示電路基礎(chǔ)上,提出了一種適用于同步Buck拓?fù)涞碾p管正弦波諧振驅(qū)動電路,其結(jié)構(gòu)如圖4所示。本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/175972.htm
該雙管正弦波諧振驅(qū)動電路由高頻方波發(fā)生器、驅(qū)動級和諧振網(wǎng)絡(luò)三部分組成。
所提出的驅(qū)動電路使MOSFET的開關(guān)頻率為6 MHz,高頻方波發(fā)生器采用結(jié)構(gòu)簡單起振容易的環(huán)型振蕩器。圖中,YF1,YF2和YF3為3個反相器,通過調(diào)節(jié)電阻W可調(diào)節(jié)輸出方波的頻率。
方波發(fā)生器的輸出端需要一個圖騰柱結(jié)構(gòu)的輸出端來驅(qū)動后面的諧振網(wǎng)絡(luò),此處采用多個CMOS反相器并聯(lián)來增強驅(qū)動級輸出端的驅(qū)動能力。因為CMOS反相器本身就是一個圖騰柱的結(jié)構(gòu),且多個反相器并聯(lián)能降低驅(qū)動電路的Ri,從而降低了驅(qū)動損耗。
由于選擇的拓?fù)涫荁uck電路,該拓?fù)渲袃蓚€開關(guān)管的驅(qū)動信號是互補的,因此通過兩個互補的變壓器來實現(xiàn)對高邊開關(guān)管的驅(qū)動。圖4中,在MOSFET的寄生電容前面并聯(lián)了一個外接電容Cext,該電容可降低寄生電容的非線性,同時降低米勒效應(yīng)的影響。圖4中VQ1和VQ2的驅(qū)動電路是完全對稱的,因此只要對其中一個開關(guān)管的諧振網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計就可以了。
圖5a為單開關(guān)管正弦波諧振驅(qū)動的基波等效電路,e為驅(qū)動級輸出方波的基波,L1p,L1s和Lm分別為隔離變壓器的初級漏感、次級漏感和勵磁電感,Lg和Ls為MOSFET的寄生電感。此處期望將該電路等效成一個LLC諧振電路,因為LLC諧振拓?fù)湎鄬τ谄渌C振拓?fù)涠裕衫幂^小的驅(qū)動方波得到較高的驅(qū)動正弦波。由于變壓器的漏感MOSFET的寄生參數(shù)都很小,因此可外接一個電感Lad,將該電路等效成一個LLC電路,如圖5b所示。令L1=L1p+Lad,L2=Lm,Ct=Ciss+Cext,可得到LLC電路的兩個諧振頻率分別為:
式中:L=L1L2/(L1+L2)。
工作在ωn2附近時,該拓?fù)涞碾娏鱥r/i=L1/L2,因此理想的工作條件是L1>L2,這樣可利用較小的驅(qū)動方波得到較高的驅(qū)動正弦波,以降低驅(qū)動電路的損耗。
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