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深入探讨BUCK电路的驱动选择方式

2021-11-25 10:21| 查看: 16| 评论: 0

摘要:   等效电路其实就是大家所熟悉的BUCK电路,其在电路中的工作效率非常高,所以受到了设计者的追捧。BUCK电路电路的驱动方式很多,根据不同的情况,最佳的驱动方式也不尽相同。本篇文章就将为大家介绍几种比较好的BU ...
  等效电路其实就是大家所熟悉的BUCK电路,其在电路中的工作效率非常高,所以受到了设计者的追捧。BUCK电路电路的驱动方式很多,根据不同的情况,最佳的驱动方式也不尽相同。本篇文章就将为大家介绍几种比较好的BUCK电路驱动方式。
  
图1 BUCK斩波电路



  图1所示的单管降压电源,拓扑很简单,但由于MOSFET的源极电位不固定,驱动不是很容易。本文就斩波电源的不同驱动方式,分别就其电路的复杂性、驱动脉冲质量、价格成本以及工作频率的适应性等方面进行了分析和比较。


  各种驱动电路分析


  电平转换直接驱动
  
图2 电平移动驱动电路



  当主电路的供电电压不太高时,可插入图2所示的电平转换驱动电路。这种方法的优点是成本较低,缺点一是当输入电压Vin较高时不易处理好;二是电平移动驱动部分需要电荷泵供电,因此电路比较繁复。


  光电耦合器隔离驱动
  
图3 光耦隔离驱动



  这是一种常用的方法,如图3所示,优点是电路比较成熟,但光耦次级需要隔离电源,由于光耦的速度不是很快,工作频率不能太高,并可能降低电源的瞬态响应速度。


  变换MOSFET的位置
  
图4 MOS管移位驱动



  如图四所示,将MOS管移到供电电源的负端,就可用IC输出的信号直接驱动。优点是驱动成本低,缺点一是输出地悬浮,抗干扰性差;二是不能直接引进反馈,需要再加光耦隔离传送。


  变压器直接隔离驱动
  
图5 变压器直接驱动



  图5所示这种直接驱动方法的突出优点是成本最低,但由于变压器只能传递交流信号,因此输出的正负脉冲幅值随占空比而变,只适用于占空比在0.5左右、而且变化不大的情况。同时由于变压器的负载是MOS管的输入电容,驱动脉冲的前后沿一般不会很理想。


  有源变压器驱动
  
图6 变压器外加隔离电源



  用变压器传送信号,次级另加隔离电源和放大电路,如图6所示。因为变压器只传送信号,因此响应比较快,工作频率可以很高,次级有源,可以输出比较陡峭的脉冲信号。缺点是要有一路隔离的电源供给。


  采用新型隔离驱动组件直接驱动
  
图7 用TX_CMB3的驱动



  图7示出的是采用KD103(原CMB3)型驱动模块的斩波电路,该驱动组件是北京落木源公司开发出的单管隔离驱动器。该款驱动器使用变压器隔离,采用分时技术,在输入信号的上升和下降沿传递PWM的信号,在平顶阶段传递能量,因而能够输出陡峭的驱动脉冲。这种驱动方法的优点是使用方便(在MOSFET功率不大时,只要如图7连接就可以了),驱动脉冲质量好,工作频率高,体积较小,输入电压最高可达1000V,价格也比较便宜。缺点是工作频率低时要求的变压器体积比较大,同时成本稍高些,但考虑到简化了设计、并降低了装配成本,总成本可能还要低些。


  结语


  经过以上的讲解和分析,能够看出KD103是较为普遍的选择,其能满足大部分的电路设计需求,同时达到最佳的效果。当然只是相对而言,实际上并没有最佳的选择,只有最为合适的选择。


  与正激电路不同,BUCK电路是通过占空比的调节来寻找变压器的最佳驱动点。在占空比合适的情况下可以考虑光驱驱动,但最后还是要从自身的设计角度出发。

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