电源技巧:一个用于驱动栅极驱动变压器的简单电路

在我的上一篇关于EE时代的电源技巧博文中,我讨论了如何使用一个双开关反激式电路来提升低功耗隔离式转换器的效率。与单开关反激式电路相比,双开关反激式电路的主要代价就是需要一个浮动的高侧驱动。一个栅极驱动变压器通常用于双开关反激式电路的高侧FET,而栅极驱动变压器的使用是需要一些技巧的。如果磁芯没有在每个周期内正确复位,那么它就有可能饱和。

其中一个最常见的驱动技术就是使用一个与驱动绕组串联的AC耦合电容器。这个电容器将平均电流强制为0A,这就确保了变压器不会饱和。然而,它仍然有可能在瞬态时饱和,而驱动信号的DC信息将会在驱动变压器的次级侧上丢失。

图1显示的是在没必要使用耦合电容器时驱动一个变压器的简单方法。当驱动信号变为高电平时,小信号FET,Q2接通,而驱动电压被施加在变压器的绕组上。当驱动信号变为低电平时,它将绕组的同名端下拉至接地,并且关闭Q2。当Q2关闭时,变压器内的磁化电流正向偏置D1,在相反的方向上,将VDD施加在变压器绕组上。为了少于50%的占空比,变压器保证能够完全复位。通过增加一个与D1串联的齐纳二极管,你可以将占空比扩展到50%以上。

这个驱动电路提供了两个额外的优势。首先,所有的磁化能量被回收至VDD,从而提高了效率。第二,在磁化复位期间内,FET的驱动由一个负驱动实现。这个负驱动能够通过加快关闭时间来减少开关损耗。

图1:使用诸如此类的简单电路来轻松驱动一个变压器

这个简单的驱动电路确保了驱动变压器的正确复位,并且能够提升效率。

其它资源

这个TI Designs平均效率超过89%的通用AC输入5V/10A/50W PSR反激式电源参考设计使用了本篇博文中描述的技术。
深入研究更多的电源话题
观看电源技巧视频,帮助你应对设计挑战

公司信息: