基于MC34152的软开关变换器高速驱动电路设计

　　软开关变换器驱动电路设计

　　升压ZVT-PWM变换器是一种零电压转换软开关变换器，其结构如图1所示，由主电路和控制系统两部分组成。在主电路中，S为主开关，S1为辅助开关，控制系统包括PWM信号产生电路及驱动电路。

　　 图1　ZVT-PWM变换器结构框图

　　指标要求

　　变换器：开关频率fS=100KHz；输入电压Vi=12V；输出电压Vo=48V；输出功率Po=100W。

　　驱动电路：输出峰值电流Iom<1A；输出峰值电压Vom>5V；驱动脉冲上升时间tr和下降时间tf均<50ns；驱动脉冲上升沿和下降沿的传输延迟(tPLH和tPHL)均<150ns。

　　电路设计

　　为满足指标要求，主、辅开关均选用MTM15N20，为功率MOSFET，其主要参数为：VDS=200V，ID=15A，VGS(th)=2V，RDS(ON)＝0.12W，Ciss=2000pF，Coss=700pF，Crss=200pF。设增益因子A=芕DS/芕GS=10，考虑到从栅极到漏极电容Crss引入的密勒效应，则栅极回路总输入电容为：

　　Cin≈Ciss+A.Crss=2000+10×200=4000pF　　　　

　　要求输入电容电压在tr(50 ns)时间内栅极电压达到10V，则栅极输入电流为：

　　Ig=Cin.dv/dt=Cin.VGS/tr=4000×

　　10-12.10/50×10-9=0.8A

　　从MC34152的性能参数可见，采用MC34152可满足MTM15N20对驱动源内阻小、电流大的要求。

　　主开关S的触发信号可由集成PWM芯片产生，例如常用的TL494、LM3524等。适当调整死区电压，限制开关脉冲的最大宽度，以保证有足够的时间安插辅助开关S1的触发信号。辅助开关S1的触发信号可采用D触发器(如CD4013)构成的单稳态电路，结合逻辑反相器(如CD4069)对来自PWM芯片的脉冲进行波形变换而获得。综合以上考虑, ZVT-PWM变换器的驱动电路如图2所示。