現(xiàn)有技術(shù)概述 　　開(kāi)關(guān)電源中大功率器件驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)一向是電源領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。普通大功率三極管和絕緣柵功率器件（包括VMOS場(chǎng)效應(yīng)管和IGBT絕緣柵雙極性大功率管等）,由于器件結(jié)構(gòu)的不同,具體的驅(qū)動(dòng)要求和技術(shù)也大不相同。前者屬于電流控制器件,要求合適的電流波形來(lái)驅(qū)動(dòng);后者屬于電場(chǎng)控制器件,要求一定的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)。本文只介紹后者的情況。 　　VMOS場(chǎng)效應(yīng)管（以及IGBT絕緣柵雙極性大功率管等器件）的源極和柵極之間是絕緣的二氧化硅結(jié)構(gòu)，直流電不能通過(guò),因而低頻的靜態(tài)驅(qū)動(dòng)功率接近于零。但是柵極和源極之間構(gòu)成了一個(gè)柵極電容Cgs，因而在高頻率的交替開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)需要一定的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)功率。小功率VMOS管的Cgs一般在10-100pF之內(nèi),對(duì)于大功率的絕緣柵功率器件,由于柵極電容Cgs較大，在1-100nF,甚至更大,因而需要較大的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)功率。更由于漏極到柵極的密勒電容Cdg,柵極驅(qū)動(dòng)功率是不可忽視的。 　　為可靠驅(qū)動(dòng)絕緣柵器件，目前已有很多成熟電路。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)與功率器件不需要隔離時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)是比較簡(jiǎn)單的，目前也有了一些優(yōu)秀的驅(qū)動(dòng)集成電路，如IR2110。當(dāng)需要驅(qū)動(dòng)器的輸入端與輸出端電氣隔離時(shí)，一般有兩種途徑：采用光電耦合器，或是利用脈沖變壓器來(lái)提供電氣隔離。 　　光電耦合器的優(yōu)點(diǎn)是體積小巧,缺點(diǎn)是：A.反應(yīng)較慢，因而具有較大的延遲時(shí)間（高速型光耦一般也大于500ns）；B.光電耦合器的輸出級(jí)需要隔離的輔助電源供電。 　　用脈沖變壓器隔離驅(qū)動(dòng)絕緣柵功率器件有三種方法：無(wú)源、有源和自給電源驅(qū)動(dòng)。 　　無(wú)源方法就是用變壓器次級(jí)的輸出直接驅(qū)動(dòng)絕緣柵器件，這種方法很簡(jiǎn)單，也不需要單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電源，但由于絕緣柵功率器件的柵源電容Cgs一般較大，因而柵源間的波形Vgs將有明顯變形，除非將初級(jí)的輸入信號(hào)改為具有一定功率的大信號(hào)，相應(yīng)脈沖變壓器也應(yīng)取較大體積。 　　有源方法中的變壓器只提供隔離的信號(hào)，在次級(jí)另有整形放大電路來(lái)驅(qū)動(dòng)絕緣柵功率器件，當(dāng)然驅(qū)動(dòng)波形好，但是需要另外提供隔離的輔助電源供給放大器。而輔助電源如果處理不當(dāng)，可能會(huì)引進(jìn)寄生的干擾。 　　自給電源方法的已有技術(shù)是對(duì)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行高頻（1MHz以上）調(diào)制，該信號(hào)加在隔離脈沖變壓器的初級(jí)，在次級(jí)通過(guò)直接整流得到自給電源，而原PWM調(diào)制信號(hào)則需經(jīng)過(guò)解調(diào)取得，顯然，這種方法并不簡(jiǎn)單, 價(jià)格當(dāng)然也較高。調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是可以傳遞的占空比不受限制。 　　分時(shí)式自給電源是北京落木源公司的創(chuàng)新技術(shù)，其特點(diǎn)是變壓器在輸入PWM信號(hào)的上升和下降沿只傳遞PWM信息，在輸入信號(hào)的平頂階段傳遞驅(qū)動(dòng)所需要的能量，因而波形失真很小。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是占空比一般只能達(dá)到5－95％。 市場(chǎng)上的驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品簡(jiǎn)介 　　當(dāng)前市場(chǎng)上的成品驅(qū)動(dòng)器,按驅(qū)動(dòng)信號(hào)與被驅(qū)動(dòng)的絕緣柵器件的電氣關(guān)系來(lái)分,可分為直接驅(qū)動(dòng)和隔離驅(qū)動(dòng)兩種,其中隔離驅(qū)動(dòng)的隔離元件有光電耦合器和脈沖變壓器兩種。 不隔離的直接驅(qū)動(dòng)器 　　在Boost、全波、正激或反激等電路中，功率開(kāi)關(guān)管的源極位于輸入電源的下軌，PWM IC輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)一般不必與開(kāi)關(guān)管隔離，可以直接驅(qū)動(dòng)。如果需要較大的驅(qū)動(dòng)能力,可以加接一級(jí)放大器或是串上一個(gè)成品驅(qū)動(dòng)器。直接驅(qū)動(dòng)的成品驅(qū)動(dòng)器一般都采用薄膜工藝制成IC電路，調(diào)節(jié)電阻和較大的電容由外引腳接入。 　　目前的成品驅(qū)動(dòng)器種類(lèi)不少，如TI公司的UCC37XXX系列，TOSIBA公司的TPS28XX系列，Onsemi公司的MC3315X系列，SHARP公司的PC9XX系列，IR公司的IR21XX系列，等等，種類(lèi)繁多，本文不作具體介紹，讀者可查閱相關(guān)資料。 使用光電耦合器的隔離驅(qū)動(dòng)器 　　隔離驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品絕大部分是使用光電耦合器來(lái)隔離輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和被驅(qū)動(dòng)的絕緣柵器件，采用厚膜工藝制成HIC電路，部分阻容元件也由引腳接入。 　　目前市售的光電耦合型驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，主要有FUJI公司的EXB8XX系列、MITSUBISHI公司的M579XX系列、英達(dá)公司的HR065和西安愛(ài)帕克電力電子有限公司的HL402B等，以及北京落木源電子技術(shù)有限公司的TX-KA系列。TX-KA系列驅(qū)動(dòng)器保護(hù)功能完善、工作頻率高、價(jià)格便宜，并能與多種其它類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)器兼容。 　　此類(lèi)產(chǎn)品，由于光電耦合器的速度限制，一般工作頻率都在50KHz以下（TX-KA101可達(dá)80K）。它們的優(yōu)點(diǎn)是，大部分具有過(guò)流保護(hù)功能，其過(guò)電流信號(hào)是從IGBT的管壓降中取得的；共同的缺點(diǎn)是需要一個(gè)或兩個(gè)獨(dú)立的輔助電源，因而使用較為麻煩。 　　由于成本問(wèn)題，該類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格稍高，因此只適用于在大功率電源中驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，在中小功率領(lǐng)域難以推廣使用。 變壓器隔離、一路電源輸入，自帶DC/DC輔助電源的驅(qū)動(dòng)器 　　目前有CONCEPT公司的２SD315A和SEMIKRON公司的SKHI2２等，使用兩個(gè)脈沖變壓器傳遞半橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)，需要一路電源輸入，自帶一個(gè)DC/DC電源提供驅(qū)動(dòng)所需的兩個(gè)輔助電源．輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)質(zhì)量不錯(cuò)，驅(qū)動(dòng)能力也很強(qiáng)，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而體積較大，價(jià)格不菲，只適用于特大功率電源中。上述兩種驅(qū)動(dòng)板的信號(hào)傳遞采用的是調(diào)制技術(shù)。 　　北京落木源公司也開(kāi)發(fā)了一款變壓器隔離的驅(qū)動(dòng)器，型號(hào)為KB101，可以工作在較高的頻率上，但是需要用戶(hù)提供輔助電源。 變壓器隔離、調(diào)制式自給電源驅(qū)動(dòng)器 　　調(diào)制式自給電源驅(qū)動(dòng)器，采用變壓器進(jìn)行電氣隔離，通過(guò)載頻傳遞驅(qū)動(dòng)所需要的能量，通過(guò)調(diào)制信號(hào)傳遞PWM信息，因此可以通過(guò)0－100％占空比的PWM信號(hào)。目前的許多驅(qū)動(dòng)板產(chǎn)品都采用這種技術(shù)，如西門(mén)康的SKHI27等。 　　單片式的調(diào)制驅(qū)動(dòng)器，目前國(guó)外還未見(jiàn)有產(chǎn)品出售。但有一種2片組合式的，如UNITRODE公司的UC3724/25集成電路對(duì)，其中3724與驅(qū)動(dòng)源相連，3725與被驅(qū)動(dòng)的絕緣柵器件相連，3724與3725之間由用戶(hù)接入一個(gè)脈沖變壓器，在UC3724中將PWM信號(hào)調(diào)制到約１MHz的載波上，送到隔離脈沖變壓器的初級(jí)，次級(jí)輸出信號(hào)在UC3725中通過(guò)直接整流得到自給電源，通過(guò)解調(diào)取得原PWM信號(hào)。 　　國(guó)內(nèi)的單片式調(diào)制驅(qū)動(dòng)器，有北京落木源的TX-KE系列驅(qū)動(dòng)器。 　　調(diào)制驅(qū)動(dòng)器，除無(wú)需用戶(hù)提供輔助電源外，還具有隔離電壓高的特點(diǎn)，但是價(jià)格較高。 變壓器隔離、分時(shí)式自給電源驅(qū)動(dòng)器 　　分時(shí)式自給電源驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是：價(jià)格便宜，大中小功率的電源都可應(yīng)用；驅(qū)動(dòng)器自身不需要單獨(dú)的供電電源，簡(jiǎn)化了電路；輸出驅(qū)動(dòng)脈沖的延遲很少，上升和下降沿也相當(dāng)陡峭；工作頻率較高；并且可在占空比5-95%的范圍內(nèi)工作。 　　分時(shí)式自給電源驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn)是：當(dāng)工作頻率較低時(shí)變壓器的體積較大，厚膜化困難，由于自給電源提供的能量有限、難以驅(qū)動(dòng)300A/1200V以上的IGBT。 TX系列驅(qū)動(dòng)器介紹 　　本公司共有七個(gè)系列的IGBT、MOSFET驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，其中五個(gè)系列的驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，一個(gè)系列的驅(qū)動(dòng)板產(chǎn)品，一個(gè)系列的驅(qū)動(dòng)用電源產(chǎn)品?！? TX-KA系列IGBT驅(qū)動(dòng)器 采用高速光電耦合器隔離，保護(hù)措施比較完備，具有信號(hào)封鎖功能，可以最大限度地保護(hù)IGBT。其中多個(gè)型號(hào)與國(guó)外產(chǎn)品兼容。KA101具有完善的三段式短路保護(hù)。 TX-KB系列IGBT驅(qū)動(dòng)器 采用變壓器隔離，工作頻率比較高，具有較完善的保護(hù)功能，具有信號(hào)封鎖功能。 TX-KC系列IGBT驅(qū)動(dòng)器 　　保護(hù)功能比較完善，具有信號(hào)封鎖功能，采用變壓器隔離，次級(jí)采用分時(shí)自給電源，無(wú)需用戶(hù)提供隔離電源。 TX-KD系列IGBT驅(qū)動(dòng)器 種類(lèi)較多，采用變壓器隔離，次級(jí)采用分時(shí)自給電源，占空比可達(dá)5-95%，使用方便，價(jià)格較低廉，能驅(qū)動(dòng)各種單管和半橋、雙正激、同步整流電路中的雙管，但一般不適用于很低頻率的情況。 TX-KE系列MOSFET、IGBT驅(qū)動(dòng)器 變壓器隔離，采用調(diào)制技術(shù)，次級(jí)采用調(diào)制式自給電源，無(wú)需用戶(hù)提供隔離電源；PWM開(kāi)關(guān)信息通過(guò)調(diào)制傳遞到次級(jí)。工作頻率范圍寬，占空比可在0－100％之間。 驅(qū)動(dòng)板系列 集成了驅(qū)動(dòng)器及其外圍元器件，（以及輔助電源），配合用戶(hù)的主控板和功率器件，構(gòu)成完整的電源系統(tǒng)，最大可驅(qū)動(dòng)1000A以上的IGBT。板上輔助電源有AC/DC、DC/DC和自給電源等多種型式。 驅(qū)動(dòng)電源 專(zhuān)為驅(qū)動(dòng)器配套，隔離電壓高，有AC/DC，也有DC/DC。