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隔離式IGBT柵極驅(qū)動(dòng)器需要隔離式電源，以實(shí)現(xiàn)安全隔離和電平轉(zhuǎn)換。不幸的是，基于標(biāo)準(zhǔn)電源控制IC的隔離式電源設(shè)計(jì)并非易事。要使用離散的組件定制解決方案，就需要專門知識(shí)和大量的驗(yàn)證工作，這些組件占用較大的電路板空間并增加了組件故障的可能性。更加希望將功率轉(zhuǎn)換功能集成到柵極驅(qū)動(dòng)器中，以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，減小占位面積并提高可靠性。

隔離式反激轉(zhuǎn)換器框圖

反激轉(zhuǎn)換器在不連續(xù)模式下使用直接占空比控制。輸出電壓通過(guò)集成的光耦合器反饋，如圖1所示。

可以觀察到這種拓?fù)涞囊恍┲苯雍锰帯?/p>

輸出電壓通過(guò)具有集成反饋的逐個(gè)柵極進(jìn)行調(diào)節(jié)。

隔離邊界與柵極驅(qū)動(dòng)器很好地對(duì)齊，從而實(shí)現(xiàn)了緊湊的PCB布局。

主開(kāi)關(guān)Msw進(jìn)一步集成到柵極驅(qū)動(dòng)器IC中。

更少的分立組件，易于設(shè)計(jì)。

雙極柵極偏置可以通過(guò)簡(jiǎn)單的齊納二極管（D4）和電阻器（R4）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

下節(jié)給出了一個(gè)示例，以說(shuō)明詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程

電源規(guī)格

以下是HEV和EV應(yīng)用中IGBT柵極驅(qū)動(dòng)器的一組典型浮動(dòng)電源規(guī)范。

（3-1）[tex] Vin_ {min} = 8hspace {1mm} V，hspace {1mm} Vin_ {max} = 18hspace {1mm} V [tex]

（3-2）[tex] Vcc2_ {min} = 18hspace {1mm} V，hspace {2mm} Vin_ {max} = 22hspace {1mm} V [tex]

Vcc1設(shè)計(jì)為通過(guò)IC初級(jí)側(cè)的內(nèi)部線性穩(wěn)壓器處理8 V至18 V的較大輸入電源范圍。Vcc2提供正和負(fù)柵極偏置。

負(fù)載電流包括柵極驅(qū)動(dòng)器IC（Icc2）的偏置電流和動(dòng)態(tài)柵極驅(qū)動(dòng)器電流Igate，其中

（3-3）[tex] I_ {gate} = f_ {pwm}乘以Q {g}'[tex]

f（pwm）是IGBT的PWM開(kāi)關(guān)頻率，Qg'是用于將柵極電壓從Vee2切換到Vcc2的柵極電荷。在許多情況下，它小于IGBT數(shù)據(jù)表中指定的Qg，后者可測(cè)量-15 V至15 V的柵極電荷。

對(duì)于[Q] Q {g}'= 4hspace {1mm} mu C，hspace {1mm} f_ {PWM} = 10hspace {1mm} kHz [tex]

（3-4）[x] I_ {gate} = 10hspace {1mm} kHz乘以4hspace {1mm} mu C = 40hspace {1mm} mA [tex]

變壓器規(guī)格，緩沖和輸出整流二極管

在本節(jié)中，我們研究與功率轉(zhuǎn)換相關(guān)的變壓器規(guī)格，例如，初級(jí)和次級(jí)繞組電感以及匝數(shù)比。這些參數(shù)由最大輸入功率，最小輸入電壓，開(kāi)關(guān)頻率范圍，最大占空比和最大初級(jí)電流限制確定。

在圖1中，初級(jí)繞組的開(kāi)關(guān)頻率為60 kHz（最小值）。和最大變化如下：

（4-1）[tex] fs_ {min} = 40hspace {1mm} kHz，hspace {1mm} fs_ {typ} = 60hspace {1mm} kHz [tex]

IC很難將導(dǎo)通占空比限制為50％– 60％。建議您使用最大最大負(fù)載的占空比為50％，以確保對(duì)Vcc2的良好調(diào)節(jié)。

（4-2）[D] D_ {max} = 50hspace {1mm} percent [tex]

編輯：hfy