同步Buck新型高頻正弦波諧振驅(qū)動(dòng)電路的研究

該雙管正弦波諧振驅(qū)動(dòng)電路由高頻方波發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)級(jí)和諧振網(wǎng)絡(luò)三部分組成。
所提出的驅(qū)動(dòng)電路使MOSFET的開(kāi)關(guān)頻率為6 MHz，高頻方波發(fā)生器采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單起振容易的環(huán)型振蕩器。圖中，YF1，YF2和YF3為3個(gè)反相器，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻W可調(diào)節(jié)輸出方波的頻率。
方波發(fā)生器的輸出端需要一個(gè)圖騰柱結(jié)構(gòu)的輸出端來(lái)驅(qū)動(dòng)后面的諧振網(wǎng)絡(luò)，此處采用多個(gè)CMOS反相器并聯(lián)來(lái)增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端的驅(qū)動(dòng)能力。因?yàn)镃MOS反相器本身就是一個(gè)圖騰柱的結(jié)構(gòu)，且多個(gè)反相器并聯(lián)能降低驅(qū)動(dòng)電路的Ri，從而降低了驅(qū)動(dòng)損耗。
由于選擇的拓?fù)涫荁uck電路，該拓?fù)渲袃蓚€(gè)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是互補(bǔ)的，因此通過(guò)兩個(gè)互補(bǔ)的變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高邊開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)。圖4中，在MOSFET的寄生電容前面并聯(lián)了一個(gè)外接電容Cext，該電容可降低寄生電容的非線性，同時(shí)降低米勒效應(yīng)的影響。圖4中VQ1和VQ2的驅(qū)動(dòng)電路是完全對(duì)稱(chēng)的，因此只要對(duì)其中一個(gè)開(kāi)關(guān)管的諧振網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)就可以了。

圖5a為單開(kāi)關(guān)管正弦波諧振驅(qū)動(dòng)的基波等效電路，e為驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出方波的基波，L1p，L1s和Lm分別為隔離變壓器的初級(jí)漏感、次級(jí)漏感和勵(lì)磁電感，Lg和Ls為MOSFET的寄生電感。此處期望將該電路等效成一個(gè)LLC諧振電路，因?yàn)長(zhǎng)LC諧振拓?fù)湎鄬?duì)于其他諧振拓?fù)涠?，可利用較小的驅(qū)動(dòng)方波得到較高的驅(qū)動(dòng)正弦波。由于變壓器的漏感MOSFET的寄生參數(shù)都很小，因此可外接一個(gè)電感Lad，將該電路等效成一個(gè)LLC電路，如圖5b所示。令L1=L1p+Lad，L2=Lm，Ct=Ciss+Cext，可得到LLC電路的兩個(gè)諧振頻率分別為：

式中：L=L1L2／(L1+L2)。
工作在ωn2附近時(shí)，該拓?fù)涞碾娏鱥r／i=L1／L2，因此理想的工作條件是L1>L2，這樣可利用較小的驅(qū)動(dòng)方波得到較高的驅(qū)動(dòng)正弦波，以降低驅(qū)動(dòng)電路的損耗。