栅极驱动变压器和全集成隔离器在隔离直流/直流电源转换器中的应用对比

　　所有的隔离直流/直流电源转换器都包括输入滤波器、输出滤波器、变压器、初级开关、次级整流和一个控制器。控制器既可以参考初级地，也可以参考次级地。图1 显示了一种隔离半桥电源转换器，其控制器以初级边地作为参考地。隔离边界上总共有4个交叉点：电源变压器、反馈信号，还有2个同步整流MOSFET控制信号。因为反馈信号是相对较慢的模拟信号，通常使用一个光耦来进行隔离反馈信号。大多数光耦在用于同步MOSFET栅极驱动隔离时都太慢。现在也有适用的快速光耦，不过这会导致成本大幅提高。

　　过去，大多数常规方案使用栅极驱动变压器隔离同步整流栅极驱动信号。这些变压器可用于直接驱动MOSFET栅极，或者仅仅隔离次级栅极驱动集成电路的控制信号。变压器不能传输直流信号。确定尺寸的变压器只能通过隔离边界传输有限的电压和时间乘积。每次导通后变压器都需要重新启动，这影响了占空比限制。栅极驱动变压器也存在一些难题和限制。一些生产商最近已开始提供全集成器件替代传统的栅极驱动变压器。

　　图2显示了最基本的变压器隔离栅极驱动。输入通过一个隔直电容耦合。一个10V、50%占空比的驱动信号通过隔直电容后变成一个5V 直流偏置信号。偏置电压为：V(驱动)×占空比这个例子中最终次级侧驱动信号振幅从+5V 到-5V。负截止区具有良好的噪声抗扰性能，但是半峰值导通区又会减小噪声抗扰性。对于占空比大于50%的情况，这个设计不实用，峰值幅度随着占空比的增加而不断减小。