基于UC3846的大功率DC/DC變換器的研究

3.3 驅(qū)動(dòng)電路

IGBT是一種電壓控制型器件，與電流控制型器件（如GTR）比較,IGBT具有驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速度快的特點(diǎn)，因此，近年來(lái)IGBT在變流技術(shù)中的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。IGBT有專用的驅(qū)動(dòng)芯片，如富士公司的EXB851及EXB841，三菱公司的M57959L等，這些驅(qū)動(dòng)電路具有開(kāi)關(guān)頻率高、驅(qū)動(dòng)功率大、過(guò)流保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但都必須加額外的驅(qū)動(dòng)電源，并且價(jià)格高，使設(shè)備成本大大提高。而脈沖變壓器具有體積小、價(jià)格便宜、不需要額外的驅(qū)動(dòng)電源，因而得到廣泛的應(yīng)用。

但直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于其脈沖前沿與后沿不夠陡，使得IGBT開(kāi)通和關(guān)斷速度受到一定的影響。圖6所示的IGBT驅(qū)動(dòng)電路具有開(kāi)關(guān)頻率高、驅(qū)動(dòng)功率大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、負(fù)壓關(guān)斷、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。IGBT容量較小時(shí)，UC3846的腳11和腳14可以直接驅(qū)動(dòng)脈沖變壓器。IGBT容量較大時(shí)，UC3846的驅(qū)動(dòng)能力不夠，V₁₁～V₁₄，D₁₁～D₁₄構(gòu)成了脈沖變壓器的驅(qū)動(dòng)電路。D₉及D₁₀的作用主要是幫助V₁₁～V₁₄的關(guān)斷，若沒(méi)有D₉及D₁₀時(shí)，當(dāng)PWM₁為高電平，PWM₂為低電平時(shí)，V₁₁和V₁₄導(dǎo)通，隨后PWM₁和PWM₂均為低電平，脈沖變壓器漏抗中儲(chǔ)存的能量經(jīng)D₁₂和V₁₄續(xù)流，A點(diǎn)電位降至－0.7V，即使PWM₁為低電平，V₁₁又導(dǎo)通，最終燒毀V₁₁，加上D₁₀的目的就是讓電路中D₁₂和V₁₄在續(xù)流時(shí)將A點(diǎn)電位鉗制在0V，從而有利于V₁₁或V₁₃的關(guān)斷；同理，D₉的作用是有利于V₁₂或V₁₄的關(guān)斷。

圖6IGBT驅(qū)動(dòng)電路

4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論

按照以上設(shè)計(jì)思路研制出一臺(tái)工程樣機(jī)。在輸入直流電壓為250V，負(fù)載電流為50A時(shí)，測(cè)得IGBT驅(qū)動(dòng)電壓波形和高頻變壓器原邊電壓波形如圖7所示。該變換器具有輸入過(guò)、欠壓，輸出過(guò)流保護(hù)等功能，輸出電壓的電源調(diào)整率≤1％，負(fù)載調(diào)整率≤1％，輸出電壓紋波50mV，滿足了設(shè)計(jì)要求。

v:5V/div,t:10 μ s/div v:5V/div,t:10 μ s/div

（ a） IGBT驅(qū) 動(dòng) 電 壓 波 形 （ b） 高 頻 變 壓 器 原 邊 電 壓 波 形

圖 7 DC/DC變 換 器 實(shí) 驗(yàn) 波 形