基极和栅极的驱动变压器
时间：2024-11-11 04:37:11
应用基极或栅极驱动变压器的B的是为了在操纵电路5电位浮动的开关管之 间举行断绝。它们的设想异常简略，但对全部开关电源的可靠性来说是相当首要 的。
在设想基极或栅极驱动变佧器吋，侖几个首要的闪尜要思量：
1. 变佧器的绝缘电低于两倍的输出电乐。尽管变佧器无需举行高佧 (HIP0T)实验，但若变压器存在绝缘题目，一旦开关管毁坏时，就会造成操纵 电路的毁坏。
2.变压器匝数比普通为1:1，假如接纳別的匝数比，耍注重输入电压不克不及 跨越开关管的舌崩士穿电压。
3.应接纳一次.：次耦合得比较好的绕线要领。假如耦合欠好，断绝的开关 管丌关速率要比接地的开关管速度慢。
基极或栅极驱动变压器的设想5正激式变压器的设想近似。关于单象限的驱 动（见图3-23a)，驱动电路与变佧器、变佧器输入与开关管之间要加隔且电容。 这些隔直电容值至多要人于所选开关管栅极和源极间电容值的10倍。这是由于 隔直电容构成的电压与开关管栅极与源极间的电容举行分压，将会减小驱动电 压。对十双象限输入（见图3-23b)，输出隔直电容能够番略。
输入耦合电容背面耍加一个直流钳位电路，使驱动电压的参考地与功率开关 管源极接在一路。耦合电容耍足够大，如许保障加到栅极的驱动脉冲不会产生电 压跌落。
此外，要记着正激式变压器的阻抗会从一边反射到另一边。这就意味着假如 -次侧的驱动是单端驱动（心源守旧，无源关断）的话，功率开关管的关断会很 慢。如见接纳图腾柱驱动（即推挽式驱动）输入变压器次侧，能够加速功率开 关管的呼应。
驱动变压器可以用铁氧体磁环或E型磁心，因为隔直电容保障变压器丄作 在双象限，以是不需要加气隙。高磁导率的磁心也适宜在这类情况下使W。导线 选W#32～#36AWG。磁心尺寸人概是0.4～0.6in (10~15mm)。
式中，炙单元为cm2，单元为G。 式中，炙单元为m2，单元为T。
假如计较进去的匝数是小数的话，均取大于小数的最小整数，然后用这个匝 数乘以需求的匝数比便是二次匝数。关于MOSFET，变压器的匝数比普通为1:1， 而关于双极型功率晶体管，匝数比可能要小些。
当输出的直流电压高于100V时，在一次和二次绕组之间、各二次绕组之间 要加聚酯薄膜。因为导线在绕制过程当中，导线的绝缘层有大概刮破，以是不要过 分信任导线的绝缘击穿电压。
3.5.9开关电源变压器的绕线手艺
开关电源变压器的物理绕制要领是很首要的，它会使电源功能差异很大。好 的绕制要领可以使电源功能变得非常好，反之也可以使电源噪声很大，性能变 差。开关电源变压器与50/60HZ的工频变压器相比，设想请求更加刻薄。
变压器的绕制，主要有三个方面的要素要思量：
2电源是不是必需吻合所有的平安标准。
3绕组之间耦合要好。
4所有绕组的漏感应尽量小。
这些要素有些是互相影响的，以是需求采用折衷设施。 绕组吻合平安规程
假如开关电源的输出电压峰值高于40V，就要遭到一个或多个国际平安规程 构造所制定的规程束缚。这些构造普通相互自创对方的平安规程，但设计者仍要 再检察本人产物所销往的市场对这方面的请求。国际电工委员会（IEC)是这些 规范的首要制定者，其规范为所有欧洲共同体的平安规程构造所接纳。别的的安 全规程构造，如美国UL、加拿大规范机构（CAS)和日本的VCCI —起起劲，在 IEC规范的基础上接纳对立的平安规程。这将使统一套规范在全球局限都可以使 用。但在这套协调好后的规范被接纳以前，世界上各个国度的这些规范仍是有差 此外。
在每一个国度，分歧的市场也有分歧的规范。比方，电信市场与病人相干的医 疗市场就有分歧的平安规程请求。以是，在产品设想流程开端以前，肯定产物的 目的市场是异常首要的。市场的分歧，也是ffiC规范要起劲谐和的一部分。
减小绕组漏感有多种计划技术可选择。漏感是指没有耦合到磁心或其 他绕组的可测量的电感量。它的影响就像一个自力的电感串接在绕组的引线上一 样。它是致使功率开关管漏极或集电极输入二极管阳极上的尖峰缘故原由。这是因为无奈被二次绕组所匝链。
~ 100W, \3
组两层之间，取0.85;
Lmt——整根绕线绕在骨架上均匀每匝的长度单元为in; nx阐发的这个绕组包括的匝数；
Wx绕组的宽度单元为in;
rms——绕线的绝缘厚度单元为in;
6W——制作好的变压器所有绕组的厚度单元为in。
公式给出了影响绕组首要要素。变压器设计者可以或许操纵首要要素抉择磁心中柱长的磁心。绕组越宽，漏感就越小。把绕组的匝数控制在起码程 度，对减小漏感是有很大赞助由于匝数对漏感的影响是二次方瓜葛此外， 一次二次耦合优劣对一次漏感也有很大的影响。这点能够从把一次绕组分红两 半，二次绕组夹在偶尔交织旁边的绕法中看进去。
式中s绕组之间单元为m;
d——导线直径单元为m。
“累进式”绕线要领便是先绕第一层的一部分，再在第一层归去构成 第二层的一部分如许瓜代绕制第一层线圈与第二层线圈。线圈间的最大电压就 是累进的圈数的倍数。用分区骨架本来的线圈匝数分红相称部份部份中，线圈间的最大电压差就只输出电压的几分之一。
这些减小漫衍电容要领能够极大地减小导线间的绝缘压力，减小了相 邻线圈因为绝缘被击穿发生电弧的可能性。
变压器慎密耦合要领
一次与二次、二次与二次绕组慎密耦合，是变压器设计者最理想目的假如耦合很差，功率旌旗灯号抵达输入整流器以前曾经被延时输入整流器的 正向复原周期增添这一延时。这使得在开关转换的过渡过程当中，绕组实际上 没有被加载，存储在磁心的磁能致使绕组发生很大的尖峰假如增添绕组漫衍电容中存储的能量，就会致使一些题目。
二次绕组互相耦合量会影响输入交织调解功能交织调解量是指一个输 出端的负载变化时，使其输入端电压动摇巨细输入的电源能够算作此中任何一个输入端的负载变化时，所有输入动摇假如交织调 整性能比较差，则对匝数比相差输入高电压和低电压并存的变压器的二次 侧影响分外大。设计者能够从两方面进步交织调解功能改良固有交织调解性 能和从电路方面改良交织调解功能，这部分在3.9节（电压负反馈先容。改 善固有交织调解功能经由过程改良变压器布局方面手艺设想变压器完成正当的电源功能平日请求在这两种要领交织调解功能最优化。
第一种方法经由过程一对绞合的导线增添绕组间的耦合便是把两根或更多 的导线绞合在一路而后把它们同时绕到骨架上关于24 ~ 28号线规的导线可能每英寸绞3圈（或每厘米绞1圈比拟适宜的。绞得太紧轻易毁坏绝缘这类要领保障所有的线放在临近地位以是能够供应最佳的耦合结果纵然绕组的匝数不一样，绕组惟独部份是绞合在一路这类要领也有助于进步绕 组间的耦合因数。
市场上有一类导线产物这类线把两根互相绝缘的导线粘合在这类多股线来绕绕组异样能够达到这类结果。对变压器制造者来讲，用 多股线绕起来轻易。
从这两张波形图中轻易看出它们之间尖峰能量差别平日这些能量消 耗在一次吸取电路中。
0次
在设想基极或栅极驱动变佧器吋，侖几个首要的闪尜要思量：
1. 变佧器的绝缘电低于两倍的输出电乐。尽管变佧器无需举行高佧 (HIP0T)实验，但若变压器存在绝缘题目，一旦开关管毁坏时，就会造成操纵 电路的毁坏。
2.变压器匝数比普通为1:1，假如接纳別的匝数比，耍注重输入电压不克不及 跨越开关管的舌崩士穿电压。
3.应接纳一次.：次耦合得比较好的绕线要领。假如耦合欠好，断绝的开关 管丌关速率要比接地的开关管速度慢。
基极或栅极驱动变压器的设想5正激式变压器的设想近似。关于单象限的驱 动（见图3-23a)，驱动电路与变佧器、变佧器输入与开关管之间要加隔且电容。 这些隔直电容值至多要人于所选开关管栅极和源极间电容值的10倍。这是由于 隔直电容构成的电压与开关管栅极与源极间的电容举行分压，将会减小驱动电 压。对十双象限输入（见图3-23b)，输出隔直电容能够番略。
输入耦合电容背面耍加一个直流钳位电路，使驱动电压的参考地与功率开关 管源极接在一路。耦合电容耍足够大，如许保障加到栅极的驱动脉冲不会产生电 压跌落。
此外，要记着正激式变压器的阻抗会从一边反射到另一边。这就意味着假如 -次侧的驱动是单端驱动（心源守旧，无源关断）的话，功率开关管的关断会很 慢。如见接纳图腾柱驱动（即推挽式驱动）输入变压器次侧，能够加速功率开 关管的呼应。
驱动变压器可以用铁氧体磁环或E型磁心，因为隔直电容保障变压器丄作 在双象限，以是不需要加气隙。高磁导率的磁心也适宜在这类情况下使W。导线 选W#32～#36AWG。磁心尺寸人概是0.4～0.6in (10~15mm)。
丑_可能取在温度为100°C时饱和磁通密度反al的一半。戌_在1800～2500G (0.18-0.25T)之间比拟适宜。用式（3-36a)和式（3-36b)来肯定一次绕组匝 数。
式中，炙单元为cm2，单元为G。 式中，炙单元为m2，单元为T。
假如计较进去的匝数是小数的话，均取大于小数的最小整数，然后用这个匝 数乘以需求的匝数比便是二次匝数。关于MOSFET，变压器的匝数比普通为1:1， 而关于双极型功率晶体管，匝数比可能要小些。
当输出的直流电压高于100V时，在一次和二次绕组之间、各二次绕组之间 要加聚酯薄膜。因为导线在绕制过程当中，导线的绝缘层有大概刮破，以是不要过 分信任导线的绝缘击穿电压。
3.5.9开关电源变压器的绕线手艺
开关电源变压器的物理绕制要领是很首要的，它会使电源功能差异很大。好 的绕制要领可以使电源功能变得非常好，反之也可以使电源噪声很大，性能变 差。开关电源变压器与50/60HZ的工频变压器相比，设想请求更加刻薄。
变压器的绕制，主要有三个方面的要素要思量：
2电源是不是必需吻合所有的平安标准。
3绕组之间耦合要好。
4所有绕组的漏感应尽量小。
这些要素有些是互相影响的，以是需求采用折衷设施。 绕组吻合平安规程
假如开关电源的输出电压峰值高于40V，就要遭到一个或多个国际平安规程 构造所制定的规程束缚。这些构造普通相互自创对方的平安规程，但设计者仍要 再检察本人产物所销往的市场对这方面的请求。国际电工委员会（IEC)是这些 规范的首要制定者，其规范为所有欧洲共同体的平安规程构造所接纳。别的的安 全规程构造，如美国UL、加拿大规范机构（CAS)和日本的VCCI —起起劲，在 IEC规范的基础上接纳对立的平安规程。这将使统一套规范在全球局限都可以使 用。但在这套协调好后的规范被接纳以前，世界上各个国度的这些规范仍是有差 此外。
在每一个国度，分歧的市场也有分歧的规范。比方，电信市场与病人相干的医 疗市场就有分歧的平安规程请求。以是，在产品设想流程开端以前，肯定产物的 目的市场是异常首要的。市场的分歧，也是ffiC规范要起劲谐和的一部分。
在“离线式”或输出交换电压90～260V的开关电源中，平日应用的磁心是 E-E磁心和从E-E磁心派生进去的一些磁心。这些磁心都有骨架，这使得它们制 造比拟轻易。平安规程构造对变压器布局的要求是很明确的。爬电间隔或输出绕 组和输入绕组外貌的间隔不克不及小于4_。为了餍足这个请求，变压器制造者能够 在骨架中绕线两头搁置2mm厚的绝缘带，把绕线绕在边际的带子之间边际的带子在绝缘的绕组之间统共增加了 4mm间隔罕见吻合ffiC规范 的变压器如图3-24所示。
减小绕组漏感有多种计划技术可选择。漏感是指没有耦合到磁心或其 他绕组的可测量的电感量。它的影响就像一个自力的电感串接在绕组的引线上一 样。它是致使功率开关管漏极或集电极输入二极管阳极上的尖峰缘故原由。这是因为无奈被二次绕组所匝链。
~ 100W, \3
组两层之间，取0.85;
Lmt——整根绕线绕在骨架上均匀每匝的长度单元为in; nx阐发的这个绕组包括的匝数；
Wx绕组的宽度单元为in;
rms——绕线的绝缘厚度单元为in;
6W——制作好的变压器所有绕组的厚度单元为in。
公式给出了影响绕组首要要素。变压器设计者可以或许操纵首要要素抉择磁心中柱长的磁心。绕组越宽，漏感就越小。把绕组的匝数控制在起码程 度，对减小漏感是有很大赞助由于匝数对漏感的影响是二次方瓜葛此外， 一次二次耦合优劣对一次漏感也有很大的影响。这点能够从把一次绕组分红两 半，二次绕组夹在偶尔交织旁边的绕法中看进去。
式中s绕组之间单元为m;
d——导线直径单元为m。
“累进式”绕线要领便是先绕第一层的一部分，再在第一层归去构成 第二层的一部分如许瓜代绕制第一层线圈与第二层线圈。线圈间的最大电压就 是累进的圈数的倍数。用分区骨架本来的线圈匝数分红相称部份部份中，线圈间的最大电压差就只输出电压的几分之一。
这些减小漫衍电容要领能够极大地减小导线间的绝缘压力，减小了相 邻线圈因为绝缘被击穿发生电弧的可能性。
变压器慎密耦合要领
一次与二次、二次与二次绕组慎密耦合，是变压器设计者最理想目的假如耦合很差，功率旌旗灯号抵达输入整流器以前曾经被延时输入整流器的 正向复原周期增添这一延时。这使得在开关转换的过渡过程当中，绕组实际上 没有被加载，存储在磁心的磁能致使绕组发生很大的尖峰假如增添绕组漫衍电容中存储的能量，就会致使一些题目。
二次绕组互相耦合量会影响输入交织调解功能交织调解量是指一个输 出端的负载变化时，使其输入端电压动摇巨细输入的电源能够算作此中任何一个输入端的负载变化时，所有输入动摇假如交织调 整性能比较差，则对匝数比相差输入高电压和低电压并存的变压器的二次 侧影响分外大。设计者能够从两方面进步交织调解功能改良固有交织调解性 能和从电路方面改良交织调解功能，这部分在3.9节（电压负反馈先容。改 善固有交织调解功能经由过程改良变压器布局方面手艺设想变压器完成正当的电源功能平日请求在这两种要领交织调解功能最优化。
第一种方法经由过程一对绞合的导线增添绕组间的耦合便是把两根或更多 的导线绞合在一路而后把它们同时绕到骨架上关于24 ~ 28号线规的导线可能每英寸绞3圈（或每厘米绞1圈比拟适宜的。绞得太紧轻易毁坏绝缘这类要领保障所有的线放在临近地位以是能够供应最佳的耦合结果纵然绕组的匝数不一样，绕组惟独部份是绞合在一路这类要领也有助于进步绕 组间的耦合因数。
市场上有一类导线产物这类线把两根互相绝缘的导线粘合在这类多股线来绕绕组异样能够达到这类结果。对变压器制造者来讲，用 多股线绕起来轻易。
当然假如一次电压峰值高于40V时，不能用多线绕组或绞合绕组的绕制 方法来同时绕一次和二次绕组输出电压低于AC 260V平安规程机构请求一 次、二次绕组之间放三层lmil厚的聚酯薄膜包孕粘合剂在内，总厚度0.006in (0.167mm)]。这会毁坏这两个绕组间的耦合。为了进步一次、二次绕组之间的 耦合能够把这两个绕组交织在一起（见图3-24这类要领比起只是简略 地把二次绕组绕在一次绕组上的绕法，所花的劳动量更大是以，在一次、二次 绕组匝数跨越15～20时间保举应用这类交织绕法。这就包孕输出电压 为AC240V输入电压不高于DC + 5V的电源。从图3-27就能看出交织输出电压AC 480V的离线反激式电路结果
。
从这两张波形图中轻易看出它们之间尖峰能量差别平日这些能量消 耗在一次吸取电路中。
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