DCDC驱动电路设计规范2002年05月30日发布2002年05月30日实施艾默生网络能源有限公司前言本规范于2002.05.30首次发布。

本规范起草单位：研发业务管理部、一次电源开发部本规范执笔人：茹永刚本规范主要起草人：茹永刚、方旺林、吴建华、周代文、张华健、张强本规范标准化审查人：林攀本规范批准人：方强本规范修改记录：更改信息登记表目录摘要 (5)缩写词/关键词/解释 (5)1.来源 (5)2.适用范围 (5)3.规范满足的技术指标（特征指标） (5)4.详细电路图................... (5)5.工作原理简介 (6)6.设计、调试要点 (6)7.局部PCB版图（可选项）................. .. (7)8.元器件明细表(详见附录)................................. . (7)9.设计实例 (7)10.附录 (9)附录1.元器件明细表 (9)附录2.应用反例（可选项） (9)摘要本规范介绍了一种常用的MOSFET驱动线路，该电路适用于全桥、半桥等互补对称驱动电路（双正激线路同名端需更改），可以有效的消除由于MOSFET米勒效应引起的误导通。

线路简单成本较低。

关键词米勒效应、导通时间、关断时间缩略词解释一来源本规范中的电路来源于H5415Z模块的实际应用，已经通过大批量运行得到验证，二适用范围该单元电路可用于一般的有双管驱动需求的整流模块中，如一次电源新50A整流模块、新25A整流模块、100A整流模块等等。

三规范满足的技术指标（特征指标）驱动在新50A中的使用指标为：——工作频率：80K——驱动电压：12.5V——驱动功率：1.23W（DC/DC管子采用IRFP460A）四详细的电路图图1 H5415Z驱动线路图五工作原理简介在桥式等有上下管存在的线路中，当上下管中的1只管导通时，另一管的VDS会迅速上升到较高的电压，此时由于mosfet结电容的存在，未导通管的GS间结电容会被充电（即米勒效应），当VGS高到一定程度时，该管导通，即出现上下管直通现象。

本规范所介绍的驱动线路采用驱动变压器进行隔离，副边两个绕组分别用来驱动上管及下管，工作原理为：互补的驱动信号GD、GC经驱动芯片U301（TPS2812或4424）后，送出驱动能力提升后的驱动信号out1、out2，该信号再驱动由三极管（MJE172及MJE182）组成的推挽三极管，推挽三极管的输出电压加在驱动变压器的原边，作为变压器的原边输入，再经过驱动变压器后送出两路驱动信号。

其中一个副边绕组的电压经过限流电阻（R228&R291或R287&R292）加到管子的GS间，使其导通，另外一个副边绕组通过二极管与电阻（D310&R323或D304&R308）将反压加在管子的GS间，作为管子的关断通道。

六设计调试要点1．变压器的设计：工作频率为f ，占空比D ，Ae 为磁芯截面积，最大工作磁通密度Bm ，驱动变压器原边匝数N 为： em f A B f K Vcc N ⨯⨯⨯=1变压器的匝比由所需的驱动电压及Vcc1的大小决定n ＝Vcc1/Vgs 2．推挽三极管的作用：在驱动芯片内部高低信号由MOSFET 产生、驱动电流较大时，由于MOSFET 的导通电压由Rdson*Ids 决定，所以会出现驱动信号管不彻底，影响管子的可调关断速度，增加损耗。

3．通过调节电阻R288及R291（R287&R292）可获得所需的mosfet 开通速度，关断速度从损耗角度来讲越快越好，可直接通过一个二极管D304（D310）实现驱动线路的最大电流可通过如下计算：291//2882R R n V I ccd d ⨯=4．电容C390的作用是驱动变压器偏磁补偿 5．D314&R253（D308&R252 ）的目的是提供去磁回路6．电阻R371的目的是为了在驱动输出发生短路时阻止故障的进一步延伸，七 元器件明细表 见附录1。

八 设计实例H5415Z 的驱动线路如图1示，模块基本参数为：DC/DC topology 为移相全桥，MOSFET 采用IRF460A ，VCCD1＝13V ， 1．计中的变量说明Vccd2-----------------驱动电压D---------------------驱动变压器的占空比（恒定为0.47） N---------------------驱动变压器原边匝数 Lmin---------------- 驱动变压器最小电感量I 励磁----------------驱动变压器励磁电流 Ic---------------------驱动变压器原边电流If---------------------DC/DCMOSFET 中Ids 峰值电流 Iav-------------------DC/DCMOSFET 中Ids 平均电流 Pdriver--------------DC/DC 管子驱动损耗 Pconduction--------DC/DC 管子导通损耗 Poff------------------DC/DC 管子关断损耗2、DC/DC 驱动变压器IRFP460A 的Vgs 为±30V ，所以取驱动变压器的匝比为1：1：1，管子的实际驱动电压为Vd ＝12.5V 。

驱动变压器采用EP13磁芯，材料为DMR30（相当于PC30），Le ＝24.2mm 、Ae ＝19.5mm**2、Ve ＝472mm**3、AL ＝1170nH/（N**2），工作频率f ＝80Khz ，驱动电压Vd ＝12.5V ，占空比恒定为D ＝0.47。

因为是MOSFET 驱动变压器，不会出现大的电流，取Bm=0.12mTN =Vd K f f s B m Ae =12.54 80000 0.12 19.5E -6=17T s为降低成本，减少编码，与新25A 的驱动变压器完全一致。

取N ＝20TsB m =V K f f s N A e =12.54 80000 20 19.5E -6=0.1mT100°C 时DMR30的饱和磁通密度Bs ＝390mT ，有较大的降额。

感量 L min =A LN 2=1170 202=0.47mH 漏感Llk<2.0uH励磁电流峰值： I励磁=V L T =V 2 L f =12.52 0.5 10-3 80000=0.15A原边电流峰值：I C =Vd R 286//R 289+I 励磁=12.531+0.15=0.55A原边电流的有效值：因为驱动变压器的输出电流主要对MOSFET 的结电容充电，驱动功耗计算W 8.0f V 212＝⨯⨯⨯⨯=g g Q PImean ＝Pg/V ＝1/12.5＝0.08A ，Irms 按照0.2的占空比计算为：A Dean I rms 18.02.008.0Im ===因EP13绕线窗口面积较小，普通铜线无法满足原副边的安规距离，所以选用三层绝缘线（&0.25mm ）， 电流密度：22mm /A 65.3125.018.0＝＝铜线⨯=πS Irms J 满足要求（<5A/mm*2）3．推挽三极管的选择为提高开关的上升和下降速度，MOSFET 的驱动采用推挽的方式，电阻R286及R289（R285、R290）的目的是用来抑制寄生振荡 。

二极管D305、R309为MOSFET 提供了GS 间结电容的放电回路。

推挽三极管采用MJE182和MJE172(Vce ＝80V 、Ic ＝3A )。

最大的导通电流Ic 为：I C =Vd R 286//R 289+I 励磁=12.531+0.2=0.6A4．其它驱动芯片采用TPS2812（最大输出电流2A ），线路与TC4424完全兼容，因为TPS2812的工作电压为15V ，而Vcc2为12.8V ，引起TPS2812的工作电压降额不够，可以在TPS2812的电源前面串入两个二极管,使VCC 降为12.8-1.5＝11.3V 。

因为驱动芯片TPS2812的输出用来驱动推挽三极管，驱动电流极小，所以功耗可以不考虑。

MOSFET 的GS 间加稳压管进行过压保护，VgsMAX 为±30V ，采用18V 的稳压管。

电阻R370的目的是为了在驱动输出发生短路时阻止故障的进一步延伸，电容C378与C374的目的是去耦。

十：附录1. 元器件明细表U301 39110205 驱动芯片-2812-2A MOSFET 驱动芯片-DIP8 Q305、Q309 15050018 PNP 三极管/100V/3A/12.5W/TO-225AA Q311 Q307 15050019 NPN 三极管/100V/3A/12.5W/TO-225AAD304 D310 15010007 开关二极管/75V/150mA/4ns/DO-352.正激式驱动线路R253上图示为50A最初使用的正激式驱动线路，该线路具有驱动能力强的特定，但与本规范介绍的线路相比，有如下的缺点：a. 驱动线路复杂，成本较高。

b. 四只主功率管分别驱动，米勒效应严重，在开机的第一个周期时可能出现直通（模块早期窄脉冲导致消磁时间短，米勒效应严重引起直通是相同原因）c. 因为消除米勒效应作用有限，无法使用开关速度较快的功率管，不利于成本降低。

d.对关断三极管的参数（保持时间、放大倍数等）要求较高，否则会出现过谐振而炸机。

e.。