柵極驅(qū)動變壓器和全集成隔離器在隔離直流/直流電源轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用對比

　　所有的隔離直流/直流電源轉(zhuǎn)換器都包括輸入濾波器、輸出濾波器、變壓器、初級開關(guān)、次級整流和一個(gè)控制器?？刂破骷瓤梢詤⒖汲跫壍?，也可以參考次級地。圖1 顯示了一種隔離半橋電源轉(zhuǎn)換器，其控制器以初級邊地作為參考地。隔離邊界上總共有4個(gè)交叉點(diǎn)：電源變壓器、反饋信號，還有2個(gè)同步整流MOSFET控制信號。因?yàn)榉答佇盘柺窍鄬^慢的模擬信號，通常使用一個(gè)光耦來進(jìn)行隔離反饋信號。大多數(shù)光耦在用于同步MOSFET柵極驅(qū)動隔離時(shí)都太慢?，F(xiàn)在也有適用的快速光耦，不過這會導(dǎo)致成本大幅提高。

　　過去，大多數(shù)常規(guī)方案使用柵極驅(qū)動變壓器隔離同步整流柵極驅(qū)動信號。這些變壓器可用于直接驅(qū)動MOSFET柵極，或者僅僅隔離次級柵極驅(qū)動集成電路的控制信號。變壓器不能傳輸直流信號。確定尺寸的變壓器只能通過隔離邊界傳輸有限的電壓和時(shí)間乘積。每次導(dǎo)通后變壓器都需要重新啟動，這影響了占空比限制。柵極驅(qū)動變壓器也存在一些難題和限制。一些生產(chǎn)商最近已開始提供全集成器件替代傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動變壓器。

　　圖2顯示了最基本的變壓器隔離柵極驅(qū)動。輸入通過一個(gè)隔直電容耦合。一個(gè)10V、50%占空比的驅(qū)動信號通過隔直電容后變成一個(gè)5V 直流偏置信號。偏置電壓為：V(驅(qū)動)×占空比這個(gè)例子中最終次級側(cè)驅(qū)動信號振幅從+5V 到-5V。負(fù)截止區(qū)具有良好的噪聲抗擾性能，但是半峰值導(dǎo)通區(qū)又會減小噪聲抗擾性。對于占空比大于50%的情況，這個(gè)設(shè)計(jì)不實(shí)用，峰值幅度隨著占空比的增加而不斷減小。