半桥射频MOS管驱动电路设计

赵恒

【摘 要】基于半桥拓扑结构的特点,得出了MOS管驱动电路的基本要求,重点分析了MOS管驱动电路各分电路的设计参数,实验验证了驱动电路的合理性.%Based on the structure of Half-Bridge Inverter, the process of driving MOSFET is analyzed in this paper. According to the applying and character of MOSFET in Half-Bridge Inverter. Especially focus on the study the theory of the isolated MOSFET drive circuit, the rationality of the way to design isolated MOSFET drive circuit are proved by experimentation. 【期刊名称】《电子测试》 【年(卷),期】2017(000)004 【总页数】2页(P23-24)

【关键词】半桥;MOS管;驱动电路 【作 者】赵恒

【作者单位】湖北工程学院物理与电子信息工程学院,湖北孝感,432000 【正文语种】中 文

本文所讨论的半桥射频驱动板，其功能就是要产生两路占空比独立可调，峰值为10V，频率为13.56MHz的驱动信号对后级的功率放大电路进行驱动，后级功率放大电路输出功率的稳定性以及整个电源的工作效率都取决于驱动信号的质量，因此可以看出驱动信号的合理设计是整个电源系统正常稳定工作的基础[1][2]。

射频电源驱动板的结构框图如图1所示，我们采用了带温度补偿的有源晶振产生27.12MHz的射频源信号，通过由D触发器构成的二分频电路以及占空比调节电路，再经过抑制共模的电感，用以消除主信号上面的纹波，最后通过驱动芯片将射频驱动信号放大后传送至功率放大电路。驱动板的射频源信号我们采用二分频电路而不直接采用13.56MHz的射频源信号，主要是为了提高驱动信号的波形质量。 D晶振产生的27.12MHz的驱动源信号，通过D触发器对信号二分频，去除波形上的毛刺。本文选择了74ACT74N来设计D触发器，主要是因为相比较74LS和74HC系列的芯片74AC系列的芯片具有更强的负载驱动能力。经过D触发器之后的驱动源信号

已经被分频为13.56MHz的方波信号。由于采用半桥结构作为本文设计的逆变器拓扑结构，上下两个开关管之间需要设定死区时间，因此需要在D触发器之后接入占空比可调电路。具体的占空比可调电路如图2所示。

本次设计选择了EL7104作为门极驱动芯片。图3是基于ADP3654的驱动电路，这里的6_2UR，6_3UR，6_3UC，6_4UC组成的射频吸收模块主要是用来吸收输出方波信号高电平上面的尖峰，使整个方波信号高电平更加的平滑。

本文选用了Tektronix的MSO4000系列示波器实测了晶振以及最终门极驱动电路的输出波形如图4和图5。由于上下两桥臂驱动信号的测试结果一致，这里仅给出上桥臂的测试波形。

图4、图5分别是有源晶振输出波形、驱动级输出波形。从图4中可以看出由晶振产生的27.12MHz波形不是很干净，在波形的边缘处还是有较多的毛刺。最终驱动芯片输出实测电压波形如图5。可以看见由于采用了二分频电路并在门级驱动芯片前加入了共模电感，最终的输出波形质量相比较前端的波形有了明显的改善。 本文设计了用于半桥逆变的两路可独立调整输出驱动脉宽的射频驱动电路，采用了带有温度补偿的石英晶振作为信号源，为了得到更好的输出波形，设计了二分频电

路来改善高电平上面的毛刺，实验的波形显示这种电路的设计是可靠的，可以用于逆变电路中MOS管的驱动。

【相关文献】

[1]ANG S, OLIVA A. 开关功率变换器[M]. 张懋，徐德鸿，张卫平，等译. 北京：机械工业出版社，2014：150-188.

[2]刘胜利. 开关电源模块化与数字化技术[M]. 北京：电子工业出版社，2013：110-112.