半橋拓撲結構高端MOSFET驅動方案選擇:變壓器還是矽晶片?

2021-01-15 電子產品世界

　　在節能環保意識的鞭策及世界各地最新能效規範的推動下，提高能效已經成為業界共識。與反激、正激、雙開關反激、雙開關正激和全橋等硬開關技術相比，雙電感加單電容(LLC)、有源鉗位反激、有源鉗位正激、非對稱半橋(AHB)及移相全橋等軟開關技術能提供更高的能效。因此，在注重高能效的應用中，軟開關技術越來越受設計人員青睞。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/106961.htm

　　另一方面，半橋配置最適合提供高能效/高功率密度的中低功率應用。半橋配置涉及兩種基本類型的MOSFET驅動器，即高端(High-Side)驅動器和低端(Low-Side)驅動器。高端表示MOSFET的源極能夠在地與高壓輸入端之間浮動，而低端表示MOSFET的源極始終接地，參見圖1。當高端開關從關閉轉向導通時，MOSFET源極電壓從地電平上升至高壓輸入端電平，這表示施加在MOSFET門極的電壓也必須隨之浮動上升。這要求某種形式的隔離或浮動門驅動電路。與之不同，低端MOSFET的源極始終接地，故門驅動電壓也能夠接地參考，這使驅動低端MOSFET的門極更加簡單。

　　圖1：LLC半橋拓撲結構電路圖。

　　所有軟開關拓撲結構都應用帶浮接參考引腳(如MOSFET源極引腳)的功率開關。在如圖1所示的LLC半橋拓撲結構中，高端MOSFET開關連接至高壓輸入端，不能夠採用主電源控制器來驅動，而需要另行選定驅動電路。這驅動電路是控制電路與功率開關之間的接口，將控制信號放大至驅動功率開關管所要求的電平，並在功率開關管與邏輯電平控制電路之間有要求時提供電氣隔離。高端MOSFET驅動方案常見的有兩種，一是基於變壓器的方案，二是基於矽集成電路(IC)驅動器的方案。本文將分別討論這兩種半橋拓撲結構高端MOSFET驅動方案的設計考慮因素，並從多個角度比較這兩種驅動方案，及提供安森美半導體的建議方案。


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