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关于BUCK电路的最佳驱动设计

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pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:27 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
BUCK电路是开关电源设计当中应用的比较广泛的一种电路,这种电路与正激电路不同,能够通过人为的调整占空比来寻找变压器驱动的最佳节点。本篇**将为大家介绍BUCK电路的几种基础驱动方式,并简略的讲解一下如何设计出BUCK电路的最佳驱动。

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。

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沙发
pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:27 | 只看该作者
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

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板凳
pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:27 | 只看该作者
当主电路的供电电压不太高时,可插入图二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

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地板
pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:27 | 只看该作者
这是一种常用的方法,如图三所示,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。

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pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:27 | 只看该作者
变换MOSFET的位置,直接驱动

图4 MOS管移位驱动

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pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:28 | 只看该作者
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。

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7
pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:28 | 只看该作者
变压器直接隔离驱动

图5 变压器直接驱动

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8
pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:28 | 只看该作者
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。

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pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:28 | 只看该作者
有源变压器驱动

图6 变压器外加隔离电源

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pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:28 | 只看该作者
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。

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pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:28 | 只看该作者
采用新型隔离驱动组件直接驱动

图7 用TX_CMB3的驱动电路

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pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:28 | 只看该作者
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。

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13
pmp|  楼主 | 2014-12-17 23:29 | 只看该作者
关于如何设计出最佳的BUCK驱动

实际上,没有做好的,只有最合适的。Buck不比正激,可以通过变比来调整占空比达到变压器驱动的最佳点。一般用IR的悬浮驱动是没有问题的。如果占空比不大不小,也可以考虑变压器驱动。光耦驱动也没啥。关键还是要根据实际情况设计制约。

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oldzhang| | 2016-3-17 23:44 | 只看该作者
光耦也很方便呀

NCP1011A.jpg (92.99 KB )

NCP1011A.jpg

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wangjiahao88| | 2016-3-20 21:40 | 只看该作者
为何图片显示不出来呢?

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