半橋射頻MOS管驅動電路設計

趙 恒

（湖北工程學院物理與電子信息工程學院，湖北孝感，432000）

半橋射頻MOS管驅動電路設計

趙 恒

（湖北工程學院物理與電子信息工程學院，湖北孝感，432000）

基于半橋拓撲結構的特點，得出了MOS管驅動電路的基本要求，重點分析了MOS管驅動電路各分電路的設計參數，實驗驗證了驅動電路的合理性。

半橋；MOS管；驅動電路

0 引言

本文所討論的半橋射頻驅動板，其功能就是要產生兩路占空比獨立可調，峰值為10V，頻率為13.56MHz的驅動信號對后級的功率放大電路進行驅動，后級功率放大電路輸出功率的穩定性以及整個電源的工作效率都取決于驅動信號的質量，因此可以看出驅動信號的合理設計是整個電源系統正常穩定工作的基礎[1][2]。

1 總體結構

射頻電源驅動板的結構框圖如圖1所示，我們采用了帶溫度補償的有源晶振產生27.12MHz的射頻源信號，通過由D觸發器構成的二分頻電路以及占空比調節電路，再經過抑制共模的電感，用以消除主信號上面的紋波，最后通過驅動芯片將射頻驅動信號放大后傳送至功率放大電路。驅動板的射頻源信號我們采用二分頻電路而不直接采用13.56MHz的射頻源信號，主要是為了提高驅動信號的波形質量。

2 占空比調制及門極驅動電路

D晶振產生的27.12MHz的驅動源信號，通過D觸發器對信號二分頻，去除波形上的毛刺。本文選擇了74ACT74N來設計D觸發器，主要是因為相比較74LS和74HC系列的芯片74AC系列的芯片具有更強的負載驅動能力。經過D觸發器之后的驅動源信號

已經被分頻為13.56MHz的方波信號。由于采用半橋結構作為本文設計的逆變器拓撲結構，上下兩個開關管之間需要設定死區時間，因此需要在D觸發器之后接入占空比可調電路。具體的占空比可調電路如圖2所示。

圖1 射頻電源驅動板的結構框圖

圖2 占空比可調電路

圖3 基于ADP3654的驅動電路

圖4 有源晶振輸出波形

圖5 驅動級輸出波形

本次設計選擇了EL7104作為門極驅動芯片。圖3是基于ADP3654的驅動電路，這里的6_2UR，6_3UR，6_3UC，6_4UC組成的射頻吸收模塊主要是用來吸收輸出方波信號高電平上面的尖峰，使整個方波信號高電平更加的平滑。

3 MOS管驅動板的調試

本文選用了Tektronix的MSO4000系列示波器實測了晶振以及最終門極驅動電路的輸出波形如圖4和圖5。由于上下兩橋臂驅動信號的測試結果一致，這里僅給出上橋臂的測試波形。

圖4、圖5分別是有源晶振輸出波形、驅動級輸出波形。從圖4中可以看出由晶振產生的27.12MHz波形不是很干凈，在波形的邊緣處還是有較多的毛刺。最終驅動芯片輸出實測電壓波形如圖5?？梢钥匆娪捎诓捎昧硕诸l電路并在門級驅動芯片前加入了共模電感，最終的輸出波形質量相比較前端的波形有了明顯的改善。

4 小結

本文設計了用于半橋逆變的兩路可獨立調整輸出驅動脈寬的射頻驅動電路，采用了帶有溫度補償的石英晶振作為信號源，為了得到更好的輸出波形，設計了二分頻電路來改善高電平上面的毛刺，實驗的波形顯示這種電路的設計是可靠的，可以用于逆變電路中MOS管的驅動。

[1]ANG S, OLIVA A. 開關功率變換器[M]. 張懋，徐德鴻，張衛平，等譯. 北京：機械工業出版社，2014：150-188.

[2]劉勝利. 開關電源模塊化與數字化技術[M]. 北京：電子工業出版社，2013：110-112.

The Design of MOSFET Drive Ciruit in Half-Bridge Inverter

Zhao Heng
（School of physics and electronic information engineering，Hubei Institute of technology, Xiaogan Hubei,432000）

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.

Half-Bridge; MOSFET; drive circuit