同步Buck新型高頻正弦波諧振驅動電路的研究

5 實驗結果
選用同步Buck作為主電路的拓撲，輸入電壓為15 V，輸出電壓為5 V，輸出電流為2A，開關頻率為6MHz。通過計算可得：Cext=780pF，Lad=2．9 μH，Lm=2．5 μH。圖7a為正弦波諧振驅動電路中高邊開關管VQ1的驅動波形，低邊開關管VQ2的驅動波形與VQ1的驅動波形正好互補。
主開關管和整流管都選用IRML0040，在相同條件下傳統的方波驅動在驅動電壓幅值為5 V，開關頻率為1 MHz時，損耗接近900 mW；當開關頻率達到5 MHz以上時，傳統的方波驅動已無法正常工作。而采用正弦波諧振驅動在驅動電壓幅值為6 V，開關頻率為6 MHz時，損耗為470 mW，有效地降低了高開關頻率時驅動損耗。

圖7b示出閉環控制時的實驗波形。當滯環比較器輸出低電平時，高頻方波發生器停止工作，同步Buck電路也停止工作；當滯環比較器輸出高電平時，同步Buck電路以一定的開關頻率正常工作。其中，uho為滯環比較器的輸出電壓，△uo為同步Buck電路輸出電壓紋波。由圖可見，△uo的峰峰值為40 mV。ugsin為閉環時的正弦波驅動波形。當比較器輸出低電平時，驅動電路停止工作，驅動電壓降為零；當比較器輸出高電平時，驅動電路正常工作。由圖可知，滯環的調制頻率為70 kHz，在此調制頻率下同步Buck的輸入電壓為15 V，輸入電流為0．744 A，算上驅動電路的損耗，整體電路的效率可達到85％左右。

6 結論
此處采用正弦波諧振雙管驅動電路取代了傳統的方波驅動電路，應用于同步Buck拓撲中。在開關頻率為6 MHz的情況下，驅動電路的損耗為480 mW。與傳統的方波驅動相比，有效降低了高開關頻率下驅動電路的損耗。再配合ON-OFF電壓滯環的閉環控制策略，當滯環調制頻率為70 kHz時，輸出電壓的紋波的峰峰值控制在40 mV，且整體電路的效率能達到85％。