3.4 驱动电路设计
3.4.1 MOSFET管的基本工作原理
因为本次设计主功率管采用MOSFET，下面对MOSFET进行简要介绍。 MOSFET管是三端电压控制型开关器件（双极型晶体管是三段电流控制型开关器件），在开关电源电路中，MOSFET管的使用与双极型晶体管类似。当栅极有驱动电压时MOSFET管完全导通，驱动电压需要满足尽可能减小导通压降的要求。栅极无驱动电压时，MOSFET管关断，此时MOSFET管承受输入电压或其值的几倍。
MOSFET管的符号图如下：
N沟道型MOSFET管（相当于N型双极晶体管）通常由正电源供电。负载连接在电源正极和漏极之间。漏极电流由正的栅极电压控制，从正供电母线流入通过负载阻抗到漏极，然后从源极返回到负供电母线。
大部分MOSFET都是N沟道型的。它还可以进一步分为两种截然不同的类型，即增强型和耗尽型。对于N沟道增强型，当栅极间电压为零时，漏源极间电流为零。它需要一个正的栅源极间电压来建立漏源极间电流。
对于N沟道耗尽型管，当栅源极电负的压为零时，栅源极间电流最大。它需要一个负的栅源极间电压来关断漏源间电流。耗尽型MOSFET管不用做功率晶体管，也很少用在单管小电流电路中，现在它多用于对重要器件的敏感输入端的接地保护电路中。
功率MOSFET作为单极型器件，没有少数载流子的存储效应，输入阻抗高，因而开关速度高，驱动电路比较简单。但是功率MOSFET存在较大的极间电容，因而其栅极输入端相当于一个容性网络，这就要求栅极驱动电路的输出电阻要小，否则输出电容的充电时间过长就会影响MOSFET的开通速度。
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功率MOSFET栅极驱动电路有两种形式，一种是直接驱动式，其中直接驱动式又分为用TTL驱动MOSFET、加有负偏压互补驱动MOSFET电路和用线性互补电路驱动三种。另一种就是隔离驱动电路。
本次设计选取隔离驱动电路。 3.4.2 IR2110芯片介绍
本次设计半桥驱动电路采用控制芯片IR2110驱动。 IR2110内部框图如下
IR2110内部结构和特点
IR2110内部框图由三个部分组成：逻辑输入，电平平移及输出保护。 （1）具有独立的低端和高端输入通道。
（2）悬浮电源采用自举电路，其高端工作电压可达500V。 （3）输出的电源端（脚3）的电压范围为10—20V。
（4）逻辑电源的输入范围（脚9）5—15V，可方便的与TTL，CMOS电平相匹配，而且逻辑电源地和功率电源地之间允许有V的便移量。
（5）工作频率高，可达500KHz。
（6）开通、关断延迟小，分别为120ns和94ns。 （7）图腾柱输出峰值电流2A。 IR2110封装图如下
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3.4.3 半桥驱动电路分析图如下
图a
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图b
IR2110用于驱动半桥的电路如上图所示。IR2110图a和图b为IR2110的两种工作状态。图中C1、VD1分别为自举电容和快恢复二极管，C2为VCC的滤波电容。假定在S1关断期间C1已充到足够的电压（VC1≈VCC）。当HIN为高电平时VM1
开通，VM2关断，VC1加到S1的门极和发射极之间，C1通过VM1，Rg1和S1门极栅极电容Cgc1放电，Cgc1被充电。此时VC1可等效为一个电压源。当HIN为低电平时，VM2开通，VM1断开，S1栅电荷经Rg1、VM2迅速释放，S1关断。经短暂的死区时间（td）之后，LIN为高电平，S2开通，VCC经VD1，S2给C1充电，迅速为C1补充能量。如此循环反复。
IR2110半桥驱动电路原理图
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3.4.4 半桥驱动器器件参数选择 自举电容的选取
MOSFET开通时，需要在极短的时间内向门极提供足够的栅电荷。假定在器件开通后，自举电容两端电压比器件充分导通所需要的电压（10V，高压侧锁定电压为8.7/8.3V）要高；再假定在自举电容充电路径上有1.5V的压降（包括VD1的正向压降）；最后假定有1/2的栅电压（栅极门槛电压VTH通常3～5V）因泄漏电流引起电压降。综合上述条件，此时对应的自举电容的值选为17.6nF
实际选取104无极性瓷片电容 快恢复二极管的选择
自举二极管是一个重要的自举器件，它应能阻断直流干线上的高压，二极管承受的电流是栅极电荷与开关频率之积。为了减少电荷损失，应选择反向漏电流小的快恢复二极管。选取HER307。
3.5 PWM控制电路设计
本次设计的控制电路采用PWM控制方式。 3.5.1 PWM控制变换原理
PWM控制方式必须要求有产生恒定频率的震荡源作为比较的基准，这种震荡器称为“时钟震荡器”。此外还必须要有脉冲宽度调制电路，也就是说，检测比较放大电路将误差电压信号放大后，必须将该电压信号变换成脉冲宽度信号，完
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