一类隔离驱动电路的“剩余驱动”问题

彭 政，孙定浩

(北京控制工程研究所，北京 100190)

隔离驱动电路常应用于直流变换器中，它将PWM电路输出信号与受控MOS管相连，隔离并驱动MOS管，适用于驱动信号与受控器件需要隔离的地方.图1(a)、(b)示出一类典型的隔离驱动电路，文献［1-3］专门对该隔离电路的隔离驱动原理进行分析.本文专注于它在正常运行中当PWM电路收到关闭信号后，这类驱动电路在受控MOS管栅极产生的驱动信号(命名为“剩余驱动”).说明了它对变换器可能造成的危险.文中提出4种改进这类驱动电路以消除这些危险的方法.

1 讨论的问题

图1(a)中用变压器T1将PWM电路与受控MOS管作电气隔离.T1原边的信号通过电磁耦合传输到副边.由于PWM电路输出信号Vo是单向脉冲方波，含有直流分量=DE(单向脉冲的平均值，其中D为占空比，E为PWM电路供电电源电压)，故Vo不能直接与 T1的 N1并联，现用电容C隔离，电容C电压左正、右负.Rs用于防止MOS管栅极等效串联电感与栅源间寄生电容产生高频串联谐振.R是栅源间泄漏电阻，目的是提高MOS管抗干扰能力.这样，当PWM电路的输出Vo为高电平(E)时，N1的外加电压为E－=(1－D)E，这个值即Vg高电平的近似值.当Vo为低电平(0)时，C与 N1并联，因此 Vg的低电平的近似值为:－=－DE.值得注意的是Vg的高电平值与占空比D有关，当D大时，Vg高电平值下降，因此这种驱动电路不适合D值变化很大的变换器.

图1 一类典型的隔离驱动电路

图1(b)克服了上述缺陷.当Vo为低电平(0)时，D1将C的电压传递到 C1上，使 VC1= －N2/N1，这样，当Vo高电平时，这个VC1值与由N2传递的感应电压相加，使Vg的……