MOS管驅動變壓器隔離電路分析和應用

1.MOS管驅動基礎和時間功耗計算
2.MOS管驅動直連驅動電路分析和應用
3.MOS管驅動變壓器隔離電路分析和應用
4.MOS管網上搜集到的電路學習和分析
今天主要分析MOS管驅動變壓器隔離電路分析和應用和MOS管驅動基礎和時間功耗計算。

參考材料：
《Design And Application Guide For High Speed MOSFET Gate Drive Circuits》是一份很好的材料
《MOSFET 驅動器與MOSFET 的匹配設計》也可以借鑒。


首先談一下變壓器隔離的MOS管驅動器：
如果驅動高壓MOS管，我們需要采用變壓器驅動的方式和集成的高邊開關。
這兩個解決方案都有自己的優點和缺點，適合不同的應用。
集成高邊驅動器方案很方便，優點是電路板面積較小，缺點是有很大的導通和關斷延遲。
變壓器耦合解決方案的優點是延遲非常低，可以在很高的壓差下工作。常它需要更多，缺點是需要很多的元件并且對變壓器的運行有比較深入的認識。

變壓器常見問題和與MOS管驅動相關的問題：
變壓器有兩個繞組，初級繞組和次級繞組實現了隔離，初級和次級的匝數比變化實現了電壓縮放，對于我們的設計一般不太需要調整電壓，隔離卻是我們最注重的。

理想情況下，變壓器是不儲存能量的（反激“變壓器”其實是耦合電感）。不過實際上變壓器還是儲存了少量能量在線圈和磁芯的氣隙形成的磁場區域，這種能量表現為漏感和磁化電感。對于功率變壓器來說，減少漏感可以減少能量損耗，以提高效率。MOS管驅動器變壓器的平均功率很小，但是在開通和關閉的時候傳遞了很高的電流，為了減少延遲保持漏感較低仍然是必須的。
法拉第定律規定，變壓器繞組的平均功率必須為零。即使是很小的直流分量可能會剩磁，最終導致磁芯飽和。這條規則對于單端信號控制的變壓器耦合電路的設計有著重大影響。

磁芯飽和限制了我們繞組的伏秒數。我們設計變壓器必須考慮最壞情況和瞬時的最大的伏秒數。（在運行狀態下，最壞情況和瞬時的，最大占空比和最大電壓輸入同時發生的情況），唯一我們確定的是變壓器有一個穩定的電源電壓。
對于單端應用的功率變壓器來說，很大一部分開關周期需要保留來保證磁芯的正確復位（正激變換器）。復位時間大小限制電路運行的占空比。不過由于采用交流耦合實現了雙向磁化，即使對于單端MOS管驅動變壓器也不是問題。


單端變壓器耦合MOS管驅動電路

隔直電容必須在源邊電路，起到的作用是提供重啟電壓，如果沒有該電容，變壓器的磁化電壓和占空比相關，變壓器磁性可能飽和。



雙端變壓器耦合MOS管驅動電路