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提升PFC性能的共源共栅结构的关键:减小米勒效应

发布时间:2015-04-14 责任编辑:echolady

【导读】米勒效应想比众所周知,即在反相电路中,输入输出之间的寄生电容或分布电容经由放大器后的放大作用。单位增益放大器中并不具备米勒效应,虽然其具有较大的输出电容,且经由输出电容后导致随后出现了后端变形、尖端变形的情况。

为了减小米勒效应的影响,目前提出了一些原理方法。这些原理虽然经过了测试并公布于世,却不够完美,原因就在于,cgs没有一个可靠的放电路径。对这个设计进行改造,就有了这个可行的级联PFC原理布局。这里我们所使用的数值和组件模型只是用于说明这个原理,在实际应用中可以根据需要加以修改。

共源共栅PFC设计是围绕的MOSFET M1,M2和M3(图1)展开的。先前提出的那些原理中都没有M3,而是将它其用作M2的Cgs放电开关。如果驱动合适,这个MOSFET可以显著改善PFC。

减小米勒效应
图1:这种改良设计为上共源共栅MOSFET输入电容增加了放电路径

M3应该和M1同相进行控制,在这里我们可以用一个价格较低的适中低电压RDS晶体管。电压源V3代表用于抵消M2的12V直流栅极,它应该绕过一个10微法的陶瓷电容。如果诸如LTC1693-1或类似的双通道MOSFET驱动器驱动,M1和M3工作最好。

为M1和M3(图2)创造合适的栅极驱动信号非常重要。为了避免在电压源V3和关闭的M3及M1之间出现直通电流,晶体管M3应该比M1早关晚开。

减小米勒效应
图2:M1(蓝色)和M3(绿色)之间的栅极驱动波形显示要保证电路可靠运行,需要确保时间准确(水平方向表示时间,垂直表示栅极驱动电压)

两条延迟线路的取决于所使用的MOSFET,它们为M1和M3创造出控制电压。这些延迟线建立在相似的低通滤波器上,包括电阻器R5、R6,电容器C1、C2,二极管D2,以及和它们相对应的R8,R9,C5,C6和D1。

集成电路U2是一个PFC芯片可行的例子。供应线路被动力源V1代替,二极管D4到D7之间形成一个线整流器。任何功率足够的二极管都可以用在这里。

集成电路U2创造了一个脉冲宽度调节电阻R17之间的控制信号,这个信号分别进入两条延迟线。通过延迟线后,由于两条通道延迟线使它分别经历了前缘和后缘的延迟。这就是MOSFET M1和M3之间产生栅极驱动电压的过程(图2)。

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