集成專用驅動器在開關電源中的應用

隨著各種用電設備的飛速發展，特別是通訊產業的突飛猛進，對電源不斷地提出新的要求：電功率要求不斷加大；電壓調節范圍要求越來越大；電流的穩定性要求越來越高；紋波與噪聲要求越來越低；體積要求越來越小等。為了適應這種現狀，開關電源的產生與發展成為了必然。

由于遠程供電的需要，需研制一臺高壓大功率直流開關電源。采用開關電源主要是因為開關電源功率可以做大、電壓可以做高、電壓調節范圍可以做廣。但是在整個研制過程中發現驅動電路是比較困難且重要的環節。目前開關電源的國內外發展速度很快，技術非常成熟。20世紀90年代以來，高頻變換技術飛速地發展，不斷 涌現了新型電力電子器件，高智能化IC和新電路拓撲，創造出10年前意想不到的許多新型穩壓電源。現代電源技術正以空前的規模改造著傳統的舊式電器設備，廣泛進入了國民經濟和人類生活的各個領域。

驅動電路的功能與特點

開關電源的形式與種類很多，盡管各種不同的開關電源能達到的性能指標也各不相同，但總是由以下幾個部分組成

(1)控制單元

一般都是由專門的集成電路擔當這部分工作，也有用單片機、DPS作為控制單元核心的，視具體需要而定。

(2)功率元件

目前一般使用IGBT和MOSFET；一般高頻中小功率情況下用場效應管，大功率情況下用IGBT，其電路結構上大同小異，柵極高電平(一般是10～20 V，常用的是15 V)導通，低電平(－5～0 V)截止。其作用是開關電源的核心。

(3)驅動電路

這部分是開關電源的靈魂，是連接控制單元與功率管的橋梁。控制單元出來的電平一般無法直接驅動功率管，需要有一個電平的轉換及電流驅動；對于驅動電路而言，功率管的柵極即為負載，一般的功率管柵源之間有一個寄生電容，故驅動電路的負載是一個容性負載，若驅動電流不夠，或提高頻率，方波會產生畸變，無法達到設計目的。因此功率電子的驅動是整個設計的重點，也是難點。

開關穩壓電源中的功率開關管要求在關斷時能迅速關斷，并能維持關斷期間的漏電流近似等于零；在導通時要求能迅速導通，并且維持導通期間的管壓降也近似等于零。開關管趨于關斷時的下降時間和趨于導通時的上升時間的快慢是降低開關晶體管損耗功率，提高開關穩壓電源效率的主要因素。要縮短這兩個時間，除選擇高反 壓、高速度、大功率開關管以外，主要還取決于加在開關管柵極的驅動信號。驅動波形的要求如下：

①驅動波形的正向邊緣一定要陡，幅度要大，以便減小開關管趨于導通時的上升時間；

②在維持導通期間內，要能保證開關管處在飽和導通狀態，以減小開關管的正向導通管壓降，從而降低導通期間開關管的集電極功率損耗；

③當正向驅動結束時，驅動幅度要減小，以便使開關管能很快地脫離飽和區，以減小關閉儲存時問；

④驅動波形的下降邊緣也一定要陡，幅度要大，以便減小開關管趨于截止時的下降時間。

各種各樣的IGBT驅動電路都有他們的優點和缺點，IR2110具有輕型、占用資源少、高可靠性、成本低廉等優點而被廣泛采用。本文所提供的幾種抗干擾措 施也應該根據具體情況進行分析，當然根據具體電路的不同應該按照實際情況選擇電路，傳統的驅動電路也有他的優點，光電耦合器也可以廣泛使用。