高频开关稳压电源优化设计部分3共

的电!!"!#$%&(&)*)*)&+的典型振荡器的振荡频率由引脚+和引脚,之间的电阻器,到地的电容器"/来决定。引脚+在内部接在电压基准的#0电压上，#0电压要通过!对"/充电。若"/的充放电时间分别为#1和#2$341为!#!

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（&’!-$5! 5!: （&’ 9:##!/ !/按图&’(&中给出的数值，$341约为9<。当)*!+,-.)*-+,-.)&+用来驱动功率=>?管时开关频率可高达#998;<一般用在-#9<左右稳压电源工作更稳定。电阻器!-和电容器"",构成软启动电路，（"-6"电工作的最大电流为!#$%。高频变压器/和开关晶0均接有@*A（电阻器电容二极管吸收电路吸收尖峰电压。输出关断。或者将引脚!上的电压降到!0以下，实现输出关断。以上两种关断输出的方法CD&为&,-!#$&$’(#&’(#)&’(#$!&’"（)&*+’：$!()’*+’#!!%!（&#$&+’6()’*6()-*+-*+’6()’*6()-*的极限参额定输入电压%-输出电流&:<’-的输入电压#3-?-放大器输出电流’&工作结温A*"6A&6A使用环境温度范围#?A,#+#?A*"""?A温度E"?A热阻"（$6&##6&##6#$&"$&$%&用于单端反激式开关稳压电源的实*%()*+**中的开关管是功率,-.管。$&"&$&$%&管，开关&+/012%/012，容易发生工作不稳$%&$&"$%&的外电路增加斜坡补偿电阻来解决不稳定的问题。图()**和图()*3是增加斜坡补偿电阻的两种方法。(*%!#$!&%&!$用于单端反激式开关稳压电源实例之一(*+!$%!&%$用于单端反激式开关稳压电源实例之 第三章变换器&!$加到误差放大器反相输入端（’。这样，图&!$(加到电流检测比较器的同相输入端（引脚!，与误差放大器的平滑的输出电压相比较。这两种补偿方法均可达到+!##增加斜坡补偿电阻的方法之一图!#) 增加斜坡补偿电阻的方法之第四章驱动电路$&’"功率场效应"等可在开关稳压电源中作为开关管使用。本章将介绍这些第一节双极型晶（的驱动电路型晶体（!"#的基极驱动电+,接式是指驱动电路与!"#的基极非性相接。直接式基极驱动电路所示。图/是主开关管，/+是辅助开关管。当控制电压!为负时，/+导通，/导通。当!为正时，/+关断，."1直接加到/的基极快速关断。#+#2/的基极之间接入加速电容器3。-+直接式基极驱动电路!#带有推挽电路和加速电容器的直接式基极驱动电路!为负时，%&导通，点电位为正，%#导通，%(关断，主开关有基极电")流过，导通。")的流通路径是*#+!!-并联!基极!发射极!地。由于电容器$充放电作用，%导通时为过激励。的基极电流波形如图所示。图中基极电流!为正时，&关断，点电位为负，导通，发射极间为反偏置，%关断。如图!"(所示%的基极电流")趋近于零时，!).仍处于反偏/%0/&使主开关管发生误动作。!(!#电路主要波形图#式基极驱动电用脉冲变压器作的基极驱动电路如图!"!所示。图中%是主开关管，%&为辅!为正时，&导通，%&的基极，%的基极"发射极间接有双向稳压管，%#%转!$为负时，&1%#限幅后，使快速关断。图! 脉冲变压器的基极驱动电（一图!"#是另一种脉冲变压器的驱动电路。图!"$为该电路工作的主要波形!#)"’(*$充电。电容器$两端的电压+为+,!&"!’-" （!"式 !为脉冲变压器副边绕组电压!’-为主开关管(的基极"!(*(*图!#脉冲变压器的基极驱动电（二!$!#电路工作的主要波形图一般情况下!!"!!所以（%&’）可写成!()!&,!!")!&,! !+#’#$#’放电使主开关管##关断。反向基极电流的大小由电容器"##’的特性来决定。图%&.和图%&/给出另外两种脉冲变压器的基极驱动电路。在图%&.电路0的原边增加一个绕组，称为第三绕组#$。当晶体管#,导通时，因脉0原边接有电压!，0储能，0的副边产生正极性的脉冲电压!#导通。由于$的限流作用%的大小，!使#导通，但不会饱和。电阻$,接在的基极&发射极之间，$,的取值范围为3454!。图%.脉冲变压器的基极驱动电（三图%/脉冲变压器的基极驱动电（四当晶体管#,关断时在变压器0中的能量便通过第三绕组#$和二极管#$返回到!。这在变压器0的副边产生反向基极电流使主开关管#关断。在选取脉冲#$的匝数与#’的匝数相同。而原边与副边的匝数比#’6#,!!"不超过其额定值。在图3&/电路中三只串联的二极管#,5#%的正向压降总和大$#左右，可用相应的稳压二极管来代替。当!为正脉冲加到变压器0的原边绕组时，其副边绕组感应的正脉冲!!使主开关管"导通。"#起限制"的基极电流的作用，使"不会过度饱和。此时#被充电#上的电压被$%&的此外，还可以用光电耦合器来取代脉冲变压器，构成光电耦合器的基极驱动电路。图&()和图&(#*给出了两种光电耦合器的基极驱动电路，它们的工作原理与图&)光电耦合器的基极驱动电（一图&#*光电耦合器的基极驱动电（二$+电极工作电流减小时，由于晶体管的放大系数!在变化，所以晶体管 时间不能明 第四章驱动电路采用比例型基极驱动电路，可以控制主开关管的基极电流!!，使晶体管在任何集电极电流下均保持在准饱和状态。该电路可以做到在集电极工作电流!""#$$&$%导通时%$路中所标注的主开$处于关断状态。$%导通以后%原边绕组%所流过的电流受电阻%的限制，%保持在饱和状态。%的磁心中能量，$仍保持关断。当晶体管$%关断时存%’)，使$"#而导通。$""&磁通向正值变化。&’)实际上构成一个电流互感器，$$的基极"#随集电极""成正比例变化。磁心的正向磁化是在磁（"&$"作用下进行的$的放大系数!!&!#%%比例型基极驱

*’)

#%&#%%电路

（#$#电极电流""也降为零。"*! （#$式 !为气隙中最大的工作磁感应峰（%（&。·*(- （#$

（）代入（）可得一般情况下，取!$

! & （!"!$! & （!"- !$!$"/0& （!" !$发射极电（2）；#为变换器工作频（345。求!（）2的放大系数!值集成基极驱动’脉冲变压器的集成基极驱动器47+(’8集成驱动器的!"’.所示。从图!"’.可知，47+(’8是采用脉冲变压器的带有推挽电路的基极驱动电路。47+(’8的主要性能参数如下：!’.47+(’8集成驱动器的内部原理图（’）电源电压：&99$2，&00$’A6（!）B输出问响应时间=’A；’>CD#(4547+(’8的典型应用如图!"’!所示。47+(’8的引!#!&’#的典型应用!#’#的引脚连接引脚功引脚功#空控制信号 引脚功 极电贝克控制567!8!89（"44"#:;<&式 "44—供电正电源电（

$:)$># （!"#:;<&$%&’#(0/0输出晶体管+&集电极"发射破的（对于额定输出电流为*’(放大系数!9#’’的567来说，!8一般取’*(左右。而对额定输出2*(!9#’’的567，!8一般取’?2*(左右。电阻器$>##，（,）可推导$4为$9"44"#:;<&" （!" $4值一#!左右。电阻器$>&一般取值要$4而电感%一般为几$#$%&’#%&的优点如下#.光电耦合器的集成基极驱动器"#&#&#$%路。!/。#$#&集成驱动器的内部原理图如图01%)所示。与#$%&相比较，除方式不同以外!"#$#&增加了退饱和保护功能和负电源电压的欠压保护，从而实现了*+,过流的快速分散就地保护。当*+,出现过电流时，*,+自动退饱和。当其!!"#$#&4*+,可靠关断。当负电源电压低于)’时!"#$#&能自动输出脉冲，从而实现负电0%)!##集成驱动器的内#$#&010##$#的引脚引引脚功低电平高电平5输入控制脉引脚功接外部电容器，确定退饱和保护接外部电容器，确定退饱和保护的延迟续正电贝克电源引脚功负电正电贝克电源引脚功负电引脚功 退饱和保护引入(%+!’/#!;!3（<）7!3;；%2((/!8>?2()@（A）23(3B;在CDE退饱和;以后自 （延迟时间随$!的容量成正比例变化。若CDE当选取较大$!，以延长死区时间。若引脚!A悬空，退饱和保护电平约为2!A应外接电位（如图1!A所示以期改变引脚!A的电平CDE关断时达到过程最佳，引脚!"%（如图1!A所示8)!<外接电阻3!3!(<!A%(%的典型

$#%#&%&*$$%’()；第二节,-./0的驱动电路与’()相比较,/0(具有许以作为开关稳压电源中的开受到众多,-./0(作为开关管的主要优点如（&）开关速度快。作为低压开关器件用的,-./0(&1左右；作为高压开关器件用的,-./0(，开关时间在&$1左右。,-./0(适用于可提高开关稳（#输入阻抗高。,-./0(的栅极是用二氧化硅作电介质绝缘，直流输入阻抗在&$&#以（+,-./0(!。对,-./0(的控制，实际上是对!的充放电控制。由于电容器上的电荷的保持作用，因而在,-./0(导通之后驱动电路无需提供电*,-但是,-./0(与’)(相比也存（&,-（,-./0(的栅极二氧化硅绝缘层很以栅极一源极间的耐压"（3)）+$68源极一旦击穿针对,-./0(的特点电路提出了与’()不同的要求,-./0(当,-./0(（9&$$:!;开关时，必须考虑高频工作时产生的问题，如寄生振（!"$%&’$&&形。理想的"%&栅极驱动波形如图)*!+出回路的阻抗有关。驱动波形的上升时间,或下降时间!-,或!-）.(/("0#122 （)*!!）式中"0—驱动电路输出回路的电（!；#$%&（若"#$%采用图*3（4*）!"0的条件。从上式可知#是$&’的固有（包括分布电容"5已知"0便可确定!,!-。)!+$&)!3$%&驱动形式（6）因为"%’的$（78）9$一般在6:;4:<，所以栅极一源极间的最大驱动电压应选!#%的栅’("$&)*’+所示。这种电路的优点是极"$%&$%&的栅极保护不利。所以已很少应用。下面介绍几种常见的直接驱动式#$&,&&&-驱动"$%*./!0电源因为&&,一般供电电压!0’为12#$&栅极的可靠驱动!0.应大于!0’"$%&的栅极耐压值。有了上拉电路，可以提高#&的关断速度但却降低了导通速度。图)*.’的"#$%&栅极驱动电路具有高速导通和关断"#$%&的功能。)’+最简单的直!%栅极驱动电路)./&&,#%"$)*..0&’//13个单元并联。!#$具有高速通断功能的%%&’*+%的电!##%%&(*%的电#,’()%由于)*%具有很高的输入阻抗，可以用,’()电路来直接驱动)%。驱动电路如图!"#-所示。为了提高开关速度，可以加入射极跟随器和多个,’()单元并联来驱)%!#-,’()’(*的某本/0$!#!加入射随&(的电路!#*%&单元并$&()的电!#,加入互补型射随器%(的电路图中的射随器可用类似推挽的互补型射随器来代替%&’(所示-推挽型直接驱动&若将图中下边的晶体管由010型改为101型，便可用同!"#/!#$推挽型直%&’()*的电（一!#+推挽型直%&’()*的电（二图!"#,!"-.是另一种推挽型直接驱动%&’()*的电!"#$!"#+可提高%&’()*的开关速度。!#,推挽型%&’()*（三$.-!#$推挽型直%&’()*的电（四+,驱动-脉冲变压器驱动脉冲变压器驱动%&’()*的基本电路如图!"#-所示。这个基本电路给出了该类是简单的实用型脉冲变压器图!#-脉冲变压器驱动%&’()*的基本电图!#+简单的实用型脉冲变压器驱动%&’()*的电图!##带加速二极管的脉冲变压器驱动&(的电图!#!带反向齐纳二极管的脉冲变压器驱动&(的电图!#*带有第#绕组的脉冲变压器驱动&(的电+,*图!#$改善%&’()*关断过程的脉冲变压器驱动电!#+%&’()*在图!"##的电路中极串联电阻!,并联一只二极管-.用来提高%&’()*的开关速度*在图!"#/中，增加了第三绕组"#，"#与".构成电流互感器。当晶体管-0关断，变压器*的能量通过"#-*%&’()*"1"020，"1".值应保证开关管的栅极一源极间电压不超过其栅极的耐压%&’()*#$所图!"#+上方的$%"$%&由推挽电路驱动。*+’(’)!!’(导通时’关断。反之亦然。"和"分别为’(和’)栅极电阻来防止寄生振荡。光电耦合器驱动#&光电耦合器驱动!$%的基本电路如图./01所示。光电耦合器的选用，一般（(（)）!$%长!"#$%&的响应时间在(223444几种光电耦合器驱动$%的电路如图./076图./.)所示图.01光电耦合器驱动!$%&的基本电图.07光电耦合器驱动!$%&的电（一由于光电耦合器的响应时间较长，用于驱动$&受到限制，图./.)中"5229型光电耦合器是高速光电耦合它的响应（前沿#:或后沿#只能达24，与#$%图!!#光电耦合器驱动$%&)的电（二图!!*光电耦合器驱动$%()的电（三图!!+光电耦合器驱动$%&)的电（四,-集成电路驱动&&)./+*+0是单片高压高速单端输出的%()和.12)驱动器。它的内部原理图如图!"!,所示。./+*+0的引脚连接见表!",。!"#引脚功引脚功引脚功引脚功/%%—多功能：状态报告、线性模式定$%&’&所示。$%&’&2"3是通过二极管4&和电#组成的自举电’上的!))取得的。充电二极##的放电程度。##的容量与开关频率、占空比和被驱动的1-*5/6的栅极电荷要求有关，#上的电压要高于欠压锁定门限。一般情况下，若工作7,8##95。!#/%%—多功能：状态报告、线性模式定!!!$&’&的典型应用电路（0）之间的逻辑关系。’&(的输入输出逻辑时序图如图!"!(所示。当（24）$)*处于何种状态，,-均关断无输/%%（24）以下，)*上的电压降到其门限电压（影部分。利用/%%和)*的逻辑功能可以实现对1-*5/6管的过流保护。!!#&’&的输入&表!!$%&’&#的电气参数额定 !*+参最小最大高端浮置供电电压高端浮置偏移电压"-3高端浮动输出电压"-3逻辑电路供电电压逻辑输入电压#663电流检测电压"-3误差信号电压#663允许的偏移供电电压瞬变(.—功耗（!*+&#,（—’热阻&（(—结温—温度—引脚焊接温（锡焊—表!#$%&’&#的推荐工作参 !*+参最小最大高端浮置供电电"23"23高端浮置偏移电高端浮动输出电逻辑电路供电电/逻辑输入电压/误差信号电压/电流检测信号电环境温度"2为3逻辑操作时，"2的逻辑状态保持在"-"#!$$所示。,-."#!$$%的引脚连接。!::—逻辑电路电位端外加引!::—逻辑电路电位端外加引脚功引脚功!!!!!!!,,."#!$$"#!$$%具有独立的高端输（<’和输（/’逻辑输（(4/67与标准?>%$%%F（被驱动的&’()*+的输入电容&6::开关时间约!87:；输出匹配传输的导通延时为’’+()"!!#（一’’,()"!!#的典型（二图’*’+中，()"!!#的引脚+高端输出来驱动-./012开关管这是一个将()"!!#用于4567变换器的实例。图中的电路是工作在连续电流模式，电源8 引脚9）对自举!9组成的滤波电路以#:进行*中的电容器!!()"!!#的引脚!!!"!、9在同一点接地，并与输出部分的接地点*3的导通时间非短为了保证在3导通时间和后续时问内给自举电容器!"充满电荷，在自举电容器!9的供电电9上，增加了电阻器#!-/23’3!+!9分别受第!引脚的高端输出"#和第$引脚的输出%#的驱动，输出匹配传输导$&*，与,#-./01$1&几乎同时导通或关断1$1&关断时，1+关断，12的栅133的驱动而饱和导通，自举电容!的下端接地，$上的充电电压能很快地达到（"的电压值。在源极位相应地提高了!对地的电位，从而保证1$的栅极电（高端输出高于（"-$达到饱和导通状态。667&$$’表+!8&’的电气参数额定 #:;参最小最大高端浮置供电电压’"-?高端浮置偏移电压—高端输出电压’?’逻辑电路供电电压’$--?逻辑电路偏移电压$$33?’逻辑输入（%A-@"A’1@@?允许偏移供电电压瞬变BC（1C—最大功耗—$>结对环境热阻’（=C—结点温度E#:;#E温度引脚焊接温（表+7$9&$$’的推荐工作参 #:;参最小最大高端浮置供电电压"-?"-?高端浮置偏移电压+高端输出电压供电电压输出电压’逻辑电路供电电压$33?$33?逻辑偏移供电电压$<<逻辑输入（A%A-@"!"#!$%&(+!$%&和"%(配对组成*+,.的栅极驱动电路。""%表&0&21分别为"$%&"$%的引脚连接。&&0!$%的内部原理图&(1!$%的内部原$2(引脚功引脚功引脚功引脚功%*&!!!!!!!)=$%&的引脚连!!引脚功 引脚功!驱动&!90—输#!在$%&’(!为控制输入（89它的输入电平**G电平兼容入信号被载波调制。引脚)和引脚;分别为接定（%*和接定（<*的端子，%*和<*定了%&!内部的单稳态发器的输出脉冲宽度!-。单稳态触发器是用来产生占空比调制用的波波周为单态触器出脉度 !-和磁复位间之!H-)。 -

!I=J+)"*#*K （!"引脚!和引脚2为输出如果采用变压器，引脚!和引脚2连接变压器的原变压器的副边接LMA的栅极电路。输出各自提供=J&3 )39$%%:中流过的电流是励磁电流和等效负载电流之和。此后，单稳态触发器复位，3输出()$(&’(!内部的零电流检测电路保证原边励磁电流为零时，才能再次触发单稳态触发89信号占空比在=O)==P变化时，均可以可靠地将!"#$%$(,器副"%’的引（./’（,./0!"#$%&’&7!%8!#$%配对应用的典型电路#$’可与两个$%&配合使用，每个#$%&的引脚%驱动一只1.2345的栅极，如图’6&%所示。因为电97导通时，9图’&%!%’8!$%半桥应型电对于%&的各引脚重点#$&的’（引脚$)）通过脉冲变压器与#$%*的’（引脚+*）相$%&#$*传输过来的调制波#,%&-""。-""#.-。所以应该注意脉冲变压器的匝数比和"%*输出信号的峰值电压值，来保证#$%&的供电电压-""/#.-。因为"$%&引脚*（01201因引脚*动的345678的电流成正比，当引脚*上的电压超过.&-时"#$%&内部的限流比较.&-限流比较器将触发单稳态触发器，将输出关断，以防止345678过流。引脚&为定时（8:;2<），它外接定时电阻器"466和定时电容器#。当 现过流时单稳态触发器输出关断$%&输出的脉冲其宽度8466为$466=,%)"466 （*>&择应保证345678的结温在连续过流时仍在安全范围内。若不要求限流功能，引脚*接地，引&开路。%（4?@A?@可用来直接驱动345678.&’的连续电流或者峰值为%’的脉冲电流。欠压锁定电路保证输出电压不低于B-,&-。引脚+为使（72CDE1它提供一数字关断根据情况使用。表**分别为"%*#$&的电气参数额定值。表*"%*表*,,!$%电气参数额定 $’=&参 数注供电电压 （- ,脉 .连输出电压 （-.#G（!:H.*+引8K8 （-.#G,$)工作结温L$’=$L 温度 +&G 第四章驱动电路表!#$($电气参数额定 !*+)参数注供电电压（输入电压（引脚(.直$2脉宽.3使能与限流输入（.’5引脚!功耗#!*!)功耗.!*!):;!封表!’($推荐工作参 !*+参数注输入电压（<4.4每个输出定时电阻（）$4定时电容..A4工作!*（!*+B))4$工作!*（!*+B.4(!:’)*’)*D’(*E到$..I以上:’)$)*适宜于驱动J沟道AF>。’(适宜驱动G沟道:A>:’)*D:’(*的内部原理图如图从图!")’可知振荡器的工作频率(由引脚)和引脚5外接的定时电容器’和定 68:间接入可调电阻器&6那么(+

（!"’.2(&>K’&6可以在宽范围内调节死区时间。&6越大，(!#$$’#()$#’*的内部原!+!$#’#()%*的引脚连引脚功引脚引脚功引脚功!!!!!!!!>>5,%—放<9—外接定间越选用A的电容器。输出关断。与此同时，端上外接电容器通过内部电路放电。在5%3#:电压 第四章驱动电路%中()*$+$’沟道-.(/01"$"()*$+$直接驱动-.(/01该电路比较其输出幅度和吸入5源出电流能力适合驱动-.(/01。()*$+$’的两个输出端交替输6!和6+交替导通。()*$+$’脉冲变压器驱动-.(/01半桥电路如图"4$$所示。()*$+$’的两个输出端接脉冲变压器1!的原边绕组串入一个小电（!%!是为防止振荡。1!-.(/01。脉冲变压器1+的副边接后续的整流滤波电路图"$$()*$+$’脉冲变压器驱动-.(/01半桥电"4!$()*$+$5()*$+2的电气参数额定

表!#$’’$()*’+的电气参数额定 !(,$参数电源电压集电极电压振荡器充电电流$参考输出电流通过#4的电$逻辑输入电05*6$5模拟输入电05*6$7（!(,-#结温度（-$$6结环境热阻:（)（-<$6%&#$’$(+(工作环境温度’$()*’+*$()*’+60647(!=#;)47(!=#=是开关电源来直接驱动>1%?@44747(!=#=的内部原理图$所示。47(!=#;47(!=#=的内部结构47(!=#;比47(!=#=多一路驱动输出和一个推挽触发器。!"#<是47(!=#;)!=#=的引脚连接。47(!=#;的开关频率可达#$0ABC4!=#=的开关频率0。47(!=#=直接驱动>1%?@4的电路如图!"$+所示。图.*（（和外接电阻器4;）00。.耦合到&’绕组通过整流滤波电路得到稳定输出电压’1。’1%;6组成 第四章驱动电路网络分别送到引脚!"（运放反相输入和引脚#运放输出$比较器输入用于直#组成的整流滤波电路来提供通过引脚,加到。+的源极电阻#!采样+的电流信号经电阻器#-到引脚!.（动态电流限制比较器反相输入端+出现过流

欠电压输入通过#,/#0组成的电阻分压器分别采样过压和欠压信),.&)#!$内部原理图)!.&)#!$的引脚连接功66功+5 的电源电 %54567—驱动器电+5 的电源电 %54567—驱动器电0-续引脚功 引脚功 注：4’表示西门子9&4:;#商标%–#8(</$直接驱动9&4:;#电压为$,!>5<5?即553?+$3@输出电压为=?输出电流为!(效率/3@–A）B<//3直接驱动B<//3是固定频率电流型高速集成控制器。其开关频率可达$9CD，启动电流小于3E=)(驱动9&4:;#$(。B<//3的内部原理图如图<.=,所示<=!#8(</$直接驱动9&4:;#的电 第四章驱动电路!"#引脚功#6锁地或空引脚功#6锁地或空比不受&同引脚功&&’直接驱动>0(76/电路如图!"8&所示。&&’的振荡引脚-外接的!/和定时电容器"/来决定。引脚’的输出脉冲直接驱动开关管,通过脉冲#-!的过流，过流信号#2!&’!&’的输出级是大电3推拉式输出级。控制电路的电源电压由辅助绕组#2极管$电阻器!8"-+B2’,8:’’FG:第三节5;/的驱动电/的栅极有触发参数的要求，对栅极触发布线的要求和栅极触发电/>0(76/.的复合器件，其输入特性与>0(76/相似，所以前面讲过的>0(76/栅极驱动电路基本上适用于驱动</。又由于目前/的驱动电路多采用集成控制器，所以本节着重介绍集成电路驱动/的有关内容。H@!’BI;!#直接驱动/5/的栅极驱动电路中，广泛应用I@!’JI@!#集成电路。I@!’J@#’!’@#$-$-!#$%!$$&直接驱动’()*+,电!&.0!&1+./0!2的内部原理图!20.0!1/0!2的引脚连接引脚功2引脚功2电源供电5&67引脚功88空!空-驱动信号输入（集电极电过流保护电路的输出动作场合外接电容器过电流保护电路误#%&"#%(+,-#.%&/01。通过内部电路可将单电源供电的23&4电压转换成2(*4的栅极导通电压和5*4的栅极关断电压。内部的过流保护电路的输出可从引脚*供给外部控制电路使用。"$&"$(同的晶体管，所以应用场合不同。"$%&用于高(*&6&&4#.8*6&&4#.的场合。$%(%&&6&&49&&6&&的场合。所以在选择栅极电阻时也是不相同的。表5和表53&分别给"$%&"$%(的栅极电阻的推荐值和电源电流值。表中的!;为栅极电阻，"<<为供电电源（23&4）所提供的电流。"$%&"$%(的典型应用电路如图57(所示。图中的棚极电阻!;根据所用,->%(:!$%栅极电阻推荐值和电源中流值额定——(*(————————————%3&!$%栅极电阻推荐值和电源电流值额定—($)"9)%7("$%!$%的典型应用电"$%&$(表%*(!$%’!%(的电气参数额定 !+,*-参条!$%最小典型最大供电电压*&1光电耦合器输入电流正向偏置输出电流7(%7反向偏置输出电流同(%7输入’输出电压-&<&=>(42*-*-导通时间6）0//,*&0，#@,-((关断时间6）同((过流保护电压同D7过流保护延迟6）同延迟%6）同((反向偏置电源电压0//,-工作管壳温度(&;温度*-;"$%&"%(%)<*所示。I#J<（-出现低电平，光耦8有输出，对KLF提供一个信号，使KLF的驱动脉冲输出转变为一系列"$%&’"$(软关断功能。%<*!"$%’!$%有过流检测输入和过流保护输出的典型应用电路!"#$!%&&直接#$!%&&的内部原理图如图*+,-所示。#$公司的!..系列除可用于驱动/0123)还可驱动’()如在第二节中提到的%&%%.等。#$!%&&*。#$!%&&’( 4.60和()*,-#$!%&&的内部原理图!*!!#$!%&&的引脚连接!引脚功 引脚功%!70!!!#$!%&&"#决定。当")—-&<=#)...?2!.@。当"%!#)>%...?2时，开关频..@。电源:88的最大输出电$88ABC为!&AD高端最大输出电流$60ABC为&..AD而最大输出电流$EC也为&..AD;-$%的典型应用电路如图&’&所示。外接高压电源通过!$与内部的稳压管组成稳压电路，其稳定电压为)，作为内的输出驱动电路和其他电路供电电源*$和引脚++上的电压为*,-".为内的高端输出驱动电路供电。引脚/的高电平输出1和引脚%的低电平输出1直接驱动两只（或不通过变压器&5&&#$%%&&!$%%的典型应用电表!#%的电气参数额定 #67参最小最大高端浮置电源电压9:高端浮置偏移电压$.,9:高端浮置输出电压9:$.,9:输出电压9:)**,9:!449:)**,9:%4电压49:)**,9:电源电流&—!4输出电流%%允许偏移电压瞬变（)=—功耗(@（#6%8—$:结到环境热阻（8=—结温—温度引脚焊接温（表!#!$%#&’’推荐工作参 !()’参最小最大高端浮置电源电压"-."-高端浮置偏移电—高端浮置输出电压输出电压/电源电流—’环境温度*78$%#&7/直接驱动与许多集成控制器不同，$%#&7有六路输入信号和六路输出信号，其中有三路输出信号具有电平转换功能。这样，$%#&7/不仅能驱动桥式电路中低压侧的功率器件，也可以驱供的供电电源。/$9+:图3$%#&75的内部原理图。$%#&753//,9+:具有电流放!3’$%>&7/的内部原理图!"#$#’()的引脚连引脚功高侧输出高侧输出引脚功高侧输出高侧输出电流比较器引脚功高侧输出当(相/路的输入控制信号通过引脚#到引脚0送入内的(个输入信号发生器高侧输出#;)’()’1)?%@69同时导通，而#B电流短路会自动将高侧和低侧同时关断。表! #’输入*输出真值-,’’))’))’)’’)))))#’()$!个悬浮驱动器在相对!$))0-,%,变低)23)1。当45栅极’)))7899，!<:;。由于电流放大器的要求和电机驱动应用中负载电流的流向是任意的，所以低侧输出驱动器的!相对于"//为=20。而在高侧输出驱动器驱动感性负载时，感通过接在低侧的二极管进行转换!!!相对!为负。所以#’()总的电源电压配置为"20$))01?0。高侧输出将被关断。保护电90当主回路中出现过电流或者输出过载时，所有的#’()驱动输出信号被。过流的取样电压经引脚9送到电流比较器与120的基准电压相比较，其输出与"@@欠压检测器故障逻辑电路由闩锁器组成。当发生过流和"@@欠压时，闩锁器。当三个低侧输图!"$$为#’()在直流永磁无刷电机控制系统中的应用。若采用普通的光电耦合器或脉冲变压器驱动电路来驱动直流永磁无刷电机控制系统中的%456线路会很复造价也很高。若采用#’()作为456的驱动电路元件少线路较简、性价比高。图中D@($#2为无刷直流电机控制器，+(为转子位置检测输入其输出 第四章驱动电路号经电平转"#$%&所需要的’(输入电平，送到"#$%&的)个输入端。"#$%&))只!*+,图-)) !#$%在直流永磁无刷电机控制系统中的应图-.)/是#$%&在能水泵逆变器中的应用。能水泵是利用能电池的能量来驱动三相交流异步电动机。能电池的转换效率较低，要求应尽量提高系统的效"#$%&的低功耗特点正好满足这一要求。图中的01%2--是41阳能电池的输出直流电压变换成5$’(的直流控制电压。这个控制电压经电压6频率转换器变成一个某一频率的脉冲序列，再经环路分配器，分别送到#$%&的)个输入端，"#%&!*+,，以此来驱动三相异步电动实现电动机的变频调速。图-)/!#&在能水泵逆变器中的应-.#/2#$%&表!#$%’()的电气参数额定 !*+参最小最大浮置供电电压#’#"’/#/2浮置偏移电压//,"132高端输出电压"’/#’/#"’/#/2电源电压驱动返回电压,0772)输出电压"’#0772)逻辑输入（9，8%9%:&%;"0772)放大器反相输入电压"7*0772)放大器输出电压0772)故障输出电压0772)允许偏移电压瞬变?"1@（0@—耗散功率—结环境热阻（@—结温度（-温度（-引脚焊接温（（-—表!#F%’()的推荐工作参 !*+参最小最大浮置供电电压"#’/#/22浮置偏移电压//,"132高端输出电压"’/#’#’#电源电压驱动返回电压,,输出电压"’#—,放大器及相输入电压,放大器输出电压,故障输出电压#!%&’$*’-&’(#$%&)*/。是混合集成+-.驱动器。它由高速光电耦合器输入，其绝*$00（23(4延时特性。由正负双电源供电，从而避免了单电源供电时，负电压不稳的缺点。$&*002)001或/002/*001+-模块，而&)*!002)001*002；*001+-模块。&’(&)*的内部原理图如图!7)8所示。图中，输入信号经高速光电耦合器传输到接口电路传输到驱动级，输出控制电压，驱动+-.。当+-.产生过流或直流短路时+,-.+-.的电流限制在较低数值同时发出故障信号。当+-.的电流恢复到正常值时复位电路动作，电路恢复到!)8$%$&’(#%)*的内部原理图$$&’$%&)*/7*&引脚功引脚功驱动信号输!!!!引脚功引脚功驱动信号输!!!!&’)*&’&)*的典型应用电路如图!7)&所示。该电路与其他驱动+-.=:!>的取值相当重要。表790列出#$%&增大!!。确定!!!!!!值。适当地选取!!’压。所以，!!值的选取最好是依据表)*+#),-.0/-10,"1的典型应用电路)+#!!的推荐值,##2模4"##2模!）56,)"4646#66/0-/-31/0-,"310-/-31(/0-,"31与/0-/-31(0-,"31同为三菱公司的产品，它们的特点基本相同。/0-/-31"##324##34"##29:模块。而/0-,"31可)##32"##34"##289模块0-/-31/0,"7*0所示。/0-/-310-,;31的引脚连接见表/*+4。)0#0-/-31-,"31的内部原理图引脚功引脚功#电源.11驱动引脚功引脚功#电源.11驱动信号输驱动信号输!!!!&’(&()+&-)*的引脚为直列单插$!个引脚只有0个引脚有用，其余&&(2&*相比较&&()*+&-)*多了一个故障输入端，并在3456的过流和短路电流进行检测外，还可以在检测到故障后进入&’(&()+&-)7的典型应用电路如图!"’$所示。图中栅极电阻!的取值参见表!"#9。!$&&(*%&’(,-)*到表!"#&分别是’((*+%&’(,-*&&&-)*的电气参数表!#-’&(*+%&’(,-*的电气参数额定 "):-参条数供电电压直直输入电压加在$#$<输出电压高电平输输出电流峰值$@%-$同-电压#（（@）,9>B$EF-外壳温度续参条数工作温度 &’(温度 &’(输出电流 （-直’.&’!故障输出电流 （1-在引脚检测电压# （-在引脚4/56)&7的参数值

8994/56/67/5)&的主要电特性 参测试数最小典型最大供电电压推荐—推荐5—输入上拉电压推荐8./“,”输入电流" （1-+2!——“,”输出电压—“7”输出26—“7,”延迟时间%,A#B;’(8<，!C;—’.!）“7,”A）同—’./!+“,7%A）—“,7”下A）同—’.9.!’.)!）保护复位时间%（在输入为低至撤+—&故障输出电流 （1-$;8.5—/—短路检测电压——4/56)&7的参数值表8984/56/6-7:/5)&7的电气参数额定 !-;参条额数供电电压直输入电压加在+9+(输出电压高电平输输出电流（-A’/"（-同!续参条额数电压 正弦%&’()*+,外壳温度 工作温度 -&5温度 -&5故障输出电流 在引脚-检测电压! 加在引脚8.9:%-7表<=.8.9:.:7;>8.9:%-7;的主要电特性"7?-.0，$//?).$，$@@ 参测试数最小典型最大供电电压推荐—推荐9—输入上拉电压!推荐<A.开关频率（推荐——-栅极电阻）推荐=-!——“’”输入电流#.A“’”输出电压—“;”输出电压1:—“;”延迟’’D）’—A)“;’”上升时间D）’—&A.A!）)“’”延迟’;D）’—)A“’;”下降时间D）’—&A=A!）&A%!定时’（D在输入为低至撤)—-故障输出电流在引1，&A—.—检测)的控时间’（D)：大于).$-开—-—检测-的检（时间’ 引脚)：大).$；-5<接电&&—短路检测电压模块的集电极电!-7;的参数$%!&直接#$%!&的内部原+,-.所示+-.#$%!&的内部原#$%!&的引脚连接见表+,/!引脚功接直流电引引脚功接直流电引脚功!!!!!（3#$%!&’()*’()*过流和短路进行检测’()*!5将增高!45脚（过流检测输入端相连。 !5导通保持电路将开关0关断，从而避免了在过流保护期间内，因外部关断信号的输入而(*676#*(*软关断控制电路8。#$%!&的典型应用电路+,-/所示。该电路可用于00.%%=’()*#$%!&的电气参数额定-- 第四章驱动电路#$%&表!#*%&’()的电气参数额定 !+,-参数电源电压-输入信号电压#’4)正向偏置电流-3反向偏置电流-3输出信号电工作频率%输入电压#-)’’)’4(’%;67>?）工作温度范围!.-’4温度.-’4!*#%&’()的典型应用电路*!#表!#$%&’()的主要电特 !*+参测试数最小典型最大输入信号高电平"#00+!——输入信号低电平"+——’输入电流"+——输出高电平+,)/".+—输出低电平"同—$4导通信号传输延迟时;）#00+—’’导通信号上升时间;）"+—’—关断信号传输延迟时%;）—’’关断信号下降时间;）——过流保护延迟时间;）—)—过流保护电路输出电—!—信号延迟时间%;）—71—信号上升时间%;）——保持时间;）——过流检测电压——第五章变压器和电感器第一 开关电源对变压器的要（!（"（#（%%&!看出，当工作频率增高时，交流电阻!(与直流电阻!(的比值增大，且随着线径的增!(*!(+.+/%+/12的导线。若电压器和电感器的损耗约占开关电源总损耗的!%3，要求变压器的效率达到430453（作频设计方法和新的绕制工艺。6$%#%铜导线的集肤效应使电阻增加第二节磁性材料不同的磁性材料具有不同的外部磁特性。按外部磁特性的不同，可以把磁性材料分为强磁性材料和弱磁性材料两大类。强磁性材料包括铁磁性材料和亚铁磁性材料。弱磁性材料包括抗磁性材料和顺磁性材料。（硬磁材料和软磁材料%)+，较高的磁感应强度。在撤掉外磁场后，磁性基本上。磁性材料的基本%.线。根据磁化曲线和磁滞回线可以确定磁性材料的磁导率!、饱和磁感应强度!、剩余磁感应强度!"#和总损耗#等参数。所以磁化曲线和磁滞回线是描述磁性材料主$&所示。!与$的关系为!)*"+ （&’式 真空磁导率或磁常数为!-$.’/%01磁滞回&$!曲线。当该曲线相对于坐标原永磁材料在回复状态时的局部磁滞回线（或该回线的一部分称回复曲线或回复回线。回复曲线一般近似为直线。如图&2所示。图&(磁性材料的磁化曲线和磁滞回 图&2磁性材料的回复曲退磁曲&’(在第二象限通过坐标原点的一条直线。负载线与磁路结构有关，不同的磁路结构有不同的负载线斜率。在确定磁路结构后，不同的永磁体材料的工作点的轨迹必然处于负载线上。/,/!"磁感应强度（#）饱和磁感应强度!$"和（!）剩余磁感应强度!饱和磁极化强度（’）剩余磁极化强度磁场强度强度与磁导率之比。""。"（*（#率与磁常数的比值称为相对磁导率$ 。绝对磁导率简称为磁导率（!）起始磁导率--.#0-1 （23/ 4（磁心的有效磁导率4% !4 （；&—线圈的圈数；

·5"&!

（23’4

与磁心截面积4（*3#（）最大磁导率**回复磁导率4 磁性材料的磁状态由铁磁性转变为顺磁性的临界温度。其定义如图23’%"#%’里温度!)瓦。温度系*+!的定磁感应强度分别为"(和"&。那么"-可表示成" "&! . （*! (!&! "" # . （*! #(!&!式中，#)(&!(!化。!2可写成为2

&!!2

. （*!式中!2(和2&分别为在温度!(和!时的起始磁导)!267#)67#67#7#5+< !"!!"%!"’!"(式 !)—磁滞损耗系数

"$&%&& （*+)# （/$流过（其中，!$) #2(3+()2)4/ （*+)"" $3+式 ()—电流为$)时的损耗电阻($3!"!!"!式 (.—磁心损耗的等效电（!；

(.$(+

（*+(’66（!；（!；&）!"#含有空气间隙的磁心，测应该用!"!#’来表示相对损耗因数。)$)$ （*+!"!

)$

（*+*间的衰减变化。*可写成*$#)+#32)（+B+ （*+ = =式 #)—完全退磁后+)分钟的起始磁导率#3+3!!#$%&!!）电阻率—体积的磁性材料的电阻。!写#!"#式 #—磁性材料的单位体积。单位体积"单位截面积,单位长度

（)*"—单位体积的磁性材料的电阻。当单位截面积为 !·$!!’）$$$"# #—磁性材料的单位体积。

·$（)*!-!+）电感因数&.磁心上的每一匝线圈所产生的自感量

（)*式 线圈匝数!-磁致伸缩系数"—"""’’

（)*式 ’—磁性材料的长度#磁致伸缩系数与磁化过程中的磁场强度有关。当磁场强度增大到一定程度时"趋于恒定。此时的"称为饱和磁致伸缩系数。""

（)*)"3")$式 )—磁场强度在**$时的磁感应强度值’

（)*软磁材2)!"$%&’"的铁硅合金板材和带材。目前国内生产的硅向硅钢片（带四类。其中，部分牌号的热轧硅钢片（带和电信用冷轧单取向硅钢片)%&$%率，厚度小于)$**。其性能见表$+!。高频用热轧硅钢片主要用作变压器的铁心材,-%。$!高频用热轧硅钢牌厚.次电阻（*）!-3"#—#"!"!"#""3"88#"56!-’-#"!"!"3""!-"88#"#"!"!"9"!"88#"注：!$!-$:0*-:0*时的磁感应强度；"3$4##"##’##;<磁感应强度分别为3$.和!#.时的铁损值。电信用冷轧单取向硅钢片主要用作变压器和扼流圈的铁心。它的厚度比较薄，在很小。部分电信用冷轧硅钢片的性能见表$+-。表$ 部分电信用冷轧硅钢片的性牌厚.矫顽力（0!"!"#!""#"4#!#"#-———>—8!>#"———>—8!>#"———>—8!>———8#"8!>—>,"——8"8!>—>3"—8#"8!>—>9">--—8#"8!>牌厚（矫顽力/’))’()’()(,)(—2,(2)(—4’(4’,2-)(—2+(27(—4’(4’,2-9)(—2——4)(4’(2-9)(—27(——4)(4’2-9)(—25(——4)(4’2)()(—26(——4’(4’2)()(—2,(——4’(4’,2)()(—2+(——4’4’2)(—27(——4)(4’,2)(—28(——4’(4’,2)(—25(——4’(4’,2)(—26(——4’(4’,2)(23(————4’(—)(2’(————4’—)(2)(————4’—)(27————4’—)(28(————4’—"’)"’(,")(,*(+):;’(&’,&))):;’(&时，-))):;(时的铁损磁感应强度!!#!#!3>?5,-$以下的频率。表% 部分铁镍合金的物理机械性牌()）*,居里（-（/!0%235（0:;:——0:;:0:;:—0:;:———;:—————;:——!0::——’0:;:——;:50:;—!;:——;:5:———!;:————0::————;:——&!!0!’!9等牌>坡莫合金，它们在弱磁场下具有"?值较低。其中!<=有最高磁导率，且稳定性较!;0；!;’；9>>坡莫合金可用于高灵敏度的小功率变压器和扼流圈等高>坡莫合金的磁性能见表%&8%8>坡莫合金牌厚>（)#4（)#4（A4D（0A40:E%:E<FE0:—牌厚（!#$（!#$（&$（+,&$,,23,5-+15--216415,—,,73,55-6415,—,-,3,-52715-++16-5,—-,,,73,5-56415,1—-,,23,556415,1—-,,73,52715--2165,1—-,-,3,-55-,165,1—,571582165,,,,23,5+15-6415,,,,73,5-+15-++165,,,-5,56-5,,,,23,5-+156415,—,,73,55-65,—,-,3,-52715-6215,—,13,159-56-5,—91铁铝合铁铝合金是以铁和铝为主要元素组成的，其中铝约占8:3-8:。铁铝合金具有很高质量轻。含铝量一般不超过-,:超过-,:后合金的机械性能变差。合金的饱和磁感应7;7表7 部分铁铝合金的性牌厚"（,1（!#$（!#$（&$密（<$9电阻（·!-.-,13,171,39/183821912341,1-14,3-1-.-,13,1,13,3-4+1,3-1,73-1--1273-1-.-,13,1919--21-81,13--,13,12173810-+1038214+1-,!阻率，涡流损耗小，适合于在高频下应用。常用的软磁铁氧体有#)*+),*+)和#)*#.等尖晶石结构的氧化物。还有含/0（钡的平面型六角晶系铁氧体，这种钡铁(11#23以上的频率。4*5表4 软磁铁氧体按应用分性单低频变压中频电感宽脉冲变压软磁铁氧功率变压6#&’1(’(#&’1(#4(-’9(使用!!711;8111;411;71;1"9;8"4;8;&1;<0">81（1（181;（1!;—51;（1（1@1"(4;1"1"(;1"1"(4;1"1"(4;"居里温度B8!1;&11;C1;(41;电阻率·D41;&;&1;E811#23-*软磁铁氧体；工作频率在(11#23/0铁氧体。（&）8#23高"值的铁氧体。如摩尔分数为#)&7)1$%&(4(的#)*+)铁氧体。（(）软磁铁氧体用于频率在8#23值的铁氧体。如摩尔分数为)(!8!$%&(4&的#)*+)铁氧体般要求!?E1"4@。（A’,FGHI和2I系列的铁氧体磁心是#)*+)软磁铁氧体磁性材料。它们的性能分别见表4*74*9。!#$&’(’软磁铁氧性测试初始磁导 )!..5)*..5相对损耗因数78!, （:-.;-<<<饱和磁感应强度 -.>3-.>3-剩余磁感应强度 -矫顽力 >-———磁心损耗 （E3*-—————————居里温度 FF电阻率 （3）*;密度 H*+2+2+2注：表中测试所用环形磁心尺寸为$)-+?-.；如无时温度均为)!5)@!A0&’(’软磁铁氧体磁心的性测试初始磁导-./01.!!..5 5相对损耗因数78"-—<<-<-——饱和磁感应强度.9剩余磁感应强度矫顽力>AA#居里温度F-电阻率（3）...H*+2+2!注：测试磁心尺寸为$?+；如无说明测)!@5)@I>$%系列软磁铁氧体磁心主要用于开关稳压电源的变压器和输出滤波器的扼流!../1!..选用$%+磁心。$%A.L-..@的实际工#!#!"#$&’系列软磁铁氧体主要用于宽频带变压器、脉冲变压器和噪声滤波器等。&’系列的特点是磁导率很高。!"#$%磁心与国外同类产品对照()*(*!"#$磁心与国外同类产品对照表-’!7/&’7/</4>’>?>’>’(@977万度速率降温而超急冷凝固，一次薄带5787年代迅速发展起来的新型磁性57A(77&C。6

9=铁镍基非晶态合金的性能介于钻基非晶态合金和铁基非晶态合金之间。具有较高的饱和磁感应强度和较高的磁导率。主要用于中等磁场强度和中等功率的变压器铁心。工作频率高于音频的上限频率。非晶态软磁合金的性能见表()97!#$非晶态软磁合金的性能!!*"(*#$+,$纳米的微晶合金称之为超微晶合金软磁!##超微晶合金的性能性材料（%#&’(（%#&’（*+）（0+超微3*)46&89:#8&8&8#8#&8+;&>