前文我們講到了電源的采樣原理和采樣調(diào)理電路。數(shù)字電源控制核心對(duì)輸入輸出參數(shù)進(jìn)行采集后，利用控制算法進(jìn)行分析從而產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，PWM信號(hào)將經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路的進(jìn)行功率放大和隔離，隨后接入功率開關(guān)器件從而完成電源的輸出控制。本篇將主要針對(duì)電源的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行講解。
一、驅(qū)動(dòng)電路概述
1、驅(qū)動(dòng)電路的作用
驅(qū)動(dòng)電路位于電源主電路和數(shù)字控制核心之間，其本質(zhì)是將數(shù)字控制核心產(chǎn)生的PWM信號(hào)進(jìn)行功率放大，以驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)器件的開斷。優(yōu)良的驅(qū)動(dòng)電路能夠提高數(shù)字電源的可靠性，減少器件的開關(guān)損耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率并降低EMI/EMC。
2、驅(qū)動(dòng)電路的分類
驅(qū)動(dòng)電路按照功率器的件接地類型分為直接接地驅(qū)動(dòng)和浮動(dòng)接地驅(qū)動(dòng)。直接接地驅(qū)動(dòng)電路中功率器件的接地端電位恒定，常用的有推挽驅(qū)動(dòng)以及圖騰柱驅(qū)動(dòng)等。浮動(dòng)接地驅(qū)動(dòng)的功率器件接地端電位會(huì)隨電路狀態(tài)變化而浮動(dòng)。典型的浮動(dòng)接地驅(qū)動(dòng)電路為自舉驅(qū)動(dòng)電路，它通過電平位移電路連接驅(qū)動(dòng)電路與器件接地參考控制信號(hào)。自舉電容器 CBST、圖騰柱雙極驅(qū)動(dòng)器和常規(guī)柵極電阻器都可作為電平位移電路。此外，一些驅(qū)動(dòng)芯片已內(nèi)置自舉電路，可直接將自舉信號(hào)接入功率器件基準(zhǔn)端。
驅(qū)動(dòng)電路按照電路結(jié)構(gòu)分為隔離型驅(qū)動(dòng)和非隔離型驅(qū)動(dòng)。隔離型驅(qū)動(dòng)電路是指包含光耦、變壓器、電容等具有電氣隔離功能器件的驅(qū)動(dòng)電路。非隔離驅(qū)動(dòng)電路不具有電氣隔離結(jié)構(gòu)，多采用電阻、二極管、三極管或非隔離型驅(qū)動(dòng)芯片。
3、常見驅(qū)動(dòng)電路形式
1）直接驅(qū)動(dòng)
直接驅(qū)動(dòng)電路是由單個(gè)電子元器件（如二極管、三極管、電阻、電容等）連接起來組成的驅(qū)動(dòng)電路，電路中不具備電氣隔離，多用于功能簡單的小功率驅(qū)動(dòng)場合。在復(fù)雜的數(shù)字電源系統(tǒng)中，直接驅(qū)動(dòng)電路由于集成度低、故障率高等原因，已被逐漸淘汰。
2）隔離驅(qū)動(dòng)
電路包含隔離器件，常用的有光耦驅(qū)動(dòng)、變壓器驅(qū)動(dòng)以及隔離電容驅(qū)動(dòng)等。其中光耦驅(qū)動(dòng)電路具有簡單、可靠、開關(guān)性能好等特點(diǎn)。而變壓器驅(qū)動(dòng)電路不僅可以起到驅(qū)動(dòng)作用，還可用于電壓隔離和阻抗匹配。
3）專用驅(qū)動(dòng)集成芯片
目前專用驅(qū)動(dòng)芯片在數(shù)字電源中應(yīng)用廣泛，許多驅(qū)動(dòng)芯片自帶保護(hù)和隔離功能。根據(jù)其控制的功率器件數(shù)量，驅(qū)動(dòng)芯片可以分為單驅(qū)芯片與雙驅(qū)芯片。其中雙驅(qū)芯片通常用于半橋、全橋等電源拓?fù)洌驗(yàn)樾枰粚?duì)互補(bǔ)的控制信號(hào)。而單驅(qū)芯片則更適用于buck、boost、反激等電源拓?fù)洹?
二、功率開關(guān)管常用驅(qū)動(dòng)
1、MOSFET驅(qū)動(dòng)
MOSFET常用于中小功率數(shù)字電源，其驅(qū)動(dòng)電壓范圍一般在-10~20V之間。MOSFET對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的功率要求不高，在低頻場合可利用三極管直接驅(qū)動(dòng)，而在高頻場合多采用變壓器或?qū)Ｓ眯酒M(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
1）三極管驅(qū)動(dòng)電路
三級(jí)管驅(qū)動(dòng)電路是最基本的MOS管驅(qū)動(dòng)電路，下面以N—MOS三極管驅(qū)動(dòng)電路為例。如圖，當(dāng)控制核心輸出高電平時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，N-MOS管Q2控制極（G）被拉低，MOS管截止；當(dāng)控制核心輸出低電平時(shí)，三極管Q1截止，電阻R3和R4對(duì)電源（V+）分壓，MOS管導(dǎo)通并達(dá)到飽和狀態(tài)。G極電壓為:
