半橋拓撲結(jié)構(gòu)高端MOSFET驅(qū)動方案選擇：變壓器還是硅芯片？

　　在節(jié)能環(huán)保意識的鞭策及世界各地最新能效規(guī)范的推動下，提高能效已經(jīng)成為業(yè)界共識。與反激、正激、雙開關(guān)反激、雙開關(guān)正激和全橋等硬開關(guān)技術(shù)相比，雙電感加單電容(LLC)、有源鉗位反激、有源鉗位正激、非對稱半橋(AHB)及移相全橋等軟開關(guān)技術(shù)能提供更高的能效。因此，在注重高能效的應(yīng)用中，軟開關(guān)技術(shù)越來越受設(shè)計人員青睞。

　　另一方面，半橋配置最適合提供高能效/高功率密度的中低功率應(yīng)用。半橋配置涉及兩種基本類型的MOSFET驅(qū)動器，即高端(High-Side)驅(qū)動器和低端(Low-Side)驅(qū)動器。高端表示MOSFET的源極能夠在地與高壓輸入端之間浮動，而低端表示MOSFET的源極始終接地，參見圖1。當高端開關(guān)從關(guān)閉轉(zhuǎn)向?qū)〞r，MOSFET源極電壓從地電平上升至高壓輸入端電平，這表示施加在MOSFET門極的電壓也必須隨之浮動上升。這要求某種形式的隔離或浮動門驅(qū)動電路。與之不同，低端MOSFET的源極始終接地，故門驅(qū)動電壓也能夠接地參考，這使驅(qū)動低端MOSFET的門極更加簡單。

　　圖1：LLC半橋拓撲結(jié)構(gòu)電路圖。

　　所有軟開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)都應(yīng)用帶浮接參考引腳(如MOSFET源極引腳)的功率開關(guān)。在如圖1所示的LLC半橋拓撲結(jié)構(gòu)中，高端MOSFET開關(guān)連接至高壓輸入端，不能夠采用主電源控制器來驅(qū)動，而需要另行選定驅(qū)動電路。這驅(qū)動電路是控制電路與功率開關(guān)之間的接口，將控制信號放大至驅(qū)動功率開關(guān)管所要求的電平，并在功率開關(guān)管與邏輯電平控制電路之間有要求時提供電氣隔離。高端MOSFET驅(qū)動方案常見的有兩種，一是基于變壓器的方案，二是基于硅集成電路(IC)驅(qū)動器的方案。本文將分別討論這兩種半橋拓撲結(jié)構(gòu)高端MOSFET驅(qū)動方案的設(shè)計考慮因素，并從多個角度比較這兩種驅(qū)動方案，及提供安森美半導(dǎo)體的建議方案。