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基于隔离驱动的高温直流开关电源直接反馈技术的研究与实现

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基于隔离驱动的高温直流开关电源直接反馈技术的研究与实现

作者：闫逸伍东北大学

学位级别：硕士

开关电源是各类电力电子设备的能量提供源泉,其稳定性和可靠性是电力电子设备正常工作的保障。隔离功能即通过变压器以及相关隔离传输信号元件实现电源前后级之间高低压的不共地。对于安全性以及抗干扰性能有严格要求的应用场景,隔离功... 详细信息

开关电源是各类电力电子设备的能量提供源泉,其稳定性和可靠性是电力电子设备正常工作的保障。隔离功能即通过变压器以及相关隔离传输信号元件实现电源前后级之间高低压的不共地。对于安全性以及抗干扰性能有严格要求的应用场景,隔离功能是开关电源的必备要素。当前主流的隔离反馈主要有光耦隔离反馈、磁隔离反馈以及变压器原边反馈这三种方式。然而在一些极限环境条件下,比如航空航天石油井下等强辐射高温的环境,由于反馈元件的极限工作温度以及反馈精度等问题,这几种隔离反馈方式是无法满足要求的。为解决这一问题,本文提出了基于隔离驱动功能的直接反馈方式。本文所设计的基于隔离驱动的直接反馈方式通过副边控制的方法,从电源的输出端采集反馈信号后直接传递给PWM控制芯片,根据反馈信号来调整PWM控制波形的占空比,从而调节输出电压,PWM控制芯片与MOSFET之间通过隔离驱动模块实现控制信号的隔离传输。为实现隔离,本文设计了隔离驱动模块和供电模块,其中隔离驱动模块将PWM控制信号调制为频率较高的信号,通过脉冲变压器传送给后端驱动芯片解调,并生成MOSFET的驱动信号,从而实现PWM控制芯片与MOSFET的隔离。供电模块包含新型启动电路以及辅助反激供电模块,配合使用能够同时为变压器初级侧的隔离驱动模块以及次级侧的PWM控制芯片供电。本文还制作了半桥式开关电源测试样机,在前述工作的基础上设计了功率逆变电路、整流滤波电路以及PWM控制电路,并搭建了室温与高温两大测试平台,对样机进行综合测试。最后分析实验结果证实这种新型反馈方式在高温下有着良好的性能,对于开关电源在一些极限环境下的应用有着重要意义。

关键词：高温直流开关电源隔离驱动直接反馈

MOSFET隔离驱动器UC3724/UC3725

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国外电子元器件 1997年第7期 34-37页

作者：林建伟航天工业总公司771研究所

ＵＣ３７２４／ＵＣ３７２５是ＵＮＩＴＲＯＤＥ公司推出的一组ＭＯＳＦＥＴ隔离驱动芯片，它们利用变压器进行隔离，能同时传递驱动逻辑信号与驱动功率，内部包含欠压、过流保护电路。它们配合使用，具有电路简单、隔离度高、供电方便... 详细信息

ＵＣ３７２４／ＵＣ３７２５是ＵＮＩＴＲＯＤＥ公司推出的一组ＭＯＳＦＥＴ隔离驱动芯片，它们利用变压器进行隔离，能同时传递驱动逻辑信号与驱动功率，内部包含欠压、过流保护电路。它们配合使用，具有电路简单、隔离度高、供电方便的特点。本文介绍了它们的特点、工作原理，并给出了典型应用电路。

关键词： MOSFET 隔离驱动占空比调制欠压保护过流保护

一种用于电动汽车的新型自给电源IGBT隔离驱动技术

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车辆与动力技术 2006年第4期 36-39页

作者：钟静宏张承宁北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

分析现有的电动汽车IGBT电驱动技术,提出了一种新型自给电源的隔离驱动技术,它具有无需提供隔离电源、保护功能完善及抗干扰能力强等优点.详细介绍了采用分时自给电源技术的IGBT驱动器的保护功能.实际运行表明,新型自给电源的IGBT驱动... 详细信息

分析现有的电动汽车IGBT电驱动技术,提出了一种新型自给电源的隔离驱动技术,它具有无需提供隔离电源、保护功能完善及抗干扰能力强等优点.详细介绍了采用分时自给电源技术的IGBT驱动器的保护功能.实际运行表明,新型自给电源的IGBT驱动器工作可靠,效果良好.

关键词：电动汽车 IGBT 隔离驱动脉冲变压器

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IGBT和MOSFET器件的隔离驱动技术

电源技术应用 2006年第5期9卷 43-45页

作者：王华彪陈亚宁北京交通大学北京100044 北京落木源电子技术有限公司北京100011

介绍了绝缘栅大功率器件各种不同的驱动技术以及当前市场上的各类成品驱动器的性能特点。

关键词： MOSFET IGBT 隔离驱动光电耦合器脉冲变压器

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IGBT和MOSFET器件的隔离驱动技术

电源世界 2006年第7期 56-58页

作者：王华彪陈亚宁北京交通大学北京100044 北京落木源电子技术有限公司北京100044

开关电源中功率管的驱动对电源的工作意义重大,因而开关电源中功率器件驱动电路的设计一直是电源领域的关键技术之一。本文介绍了绝缘栅大功率器件的各种不同驱动技术以及当前市场上的各类成品驱动器的性能特点。

关键词： !MOSFET IGBT 隔离驱动光电耦合器脉冲变压器

基于无磁芯变压器的IGBT/MOSFET隔离驱动技术

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电气技术 2007年第9期8卷 25-27页

作者：闫晓金宁武辽宁工业大学辽宁锦州121001

本文分析了开关电源中大功率器件栅极驱动的必要性和以往运用光电耦合器和脉冲变压器实现MOSFET/IGBT隔离驱动的优缺点,介绍了一种新颖的隔离驱动技术——基于无磁芯变压器的IGBT/MOSFET隔离驱动技术,分析了无磁芯变压器技术的原理及脉... 详细信息

本文分析了开关电源中大功率器件栅极驱动的必要性和以往运用光电耦合器和脉冲变压器实现MOSFET/IGBT隔离驱动的优缺点,介绍了一种新颖的隔离驱动技术——基于无磁芯变压器的IGBT/MOSFET隔离驱动技术,分析了无磁芯变压器技术的原理及脉冲信号的传输,最后给出了它的一个应用实例。

关键词：光电耦合器脉冲变压器隔离驱动无磁芯变压器

隔离驱动器IC在功率电源全桥LLC中的应用

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中国新通信 2018年第1期20卷 2-3页

作者：龙小明中国长城科技集团股份有限公司

随着市场对电源的效率要求越来越高,功率密度越来越大,且对电源可靠性要求也越来越严格。鉴于此,提高电源电路的可靠性变得尤为重要,驱动电路是关键一环。Silicon Labs隔离驱动IC具有编程的死区时间和重叠保护,实验表明在全桥LLC中使用S... 详细信息

随着市场对电源的效率要求越来越高,功率密度越来越大,且对电源可靠性要求也越来越严格。鉴于此,提高电源电路的可靠性变得尤为重要,驱动电路是关键一环。Silicon Labs隔离驱动IC具有编程的死区时间和重叠保护,实验表明在全桥LLC中使用Silicon Labs隔离驱动IC SI8233能提高系统效率和可靠性.

关键词： LLC全桥隔离驱动

普诚科技:非隔离驱动在AC-DC LED照明上普及

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电子产品世界 2014年第7期21卷 57-57页

作者：孙晓良

随着非隔离方案在安全隔离技术上的成熟、以及制造成本的降低，非隔离驱动的应用已在AC-DC LED照明产品上越来越普及。同时．非隔离技术的高效率优势也将LED节能的特性更好的展现出来。整体BOM（物料清单）的优势，也利于LED灯具整体成... 详细信息

随着非隔离方案在安全隔离技术上的成熟、以及制造成本的降低，非隔离驱动的应用已在AC-DC LED照明产品上越来越普及。同时．非隔离技术的高效率优势也将LED节能的特性更好的展现出来。整体BOM（物料清单）的优势，也利于LED灯具整体成本的降低，加速LED灯具的替换和普及。

关键词： LED照明 AC-DC 隔离驱动安全隔离技术 LED灯具科技制造成本照明产品

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功率MOSFET隔离驱动电路设计分析

电力电子技术 2016年第2期50卷 81-83页

作者：赵敏张东来李铁才王子才哈尔滨工业大学.黑龙江哈尔滨150001 深圳航天科技创新研究院广东深圳518057 哈尔滨工业大学深圳研究生院广东深圳518055

半导体开关管器件作为开关电源中的关键器件,其驱动电路的设计是电源领域的关键技术之一,普通大功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）由于器件结构不同,驱动要求和技术也不相同,小功率MOSFET的栅源... 详细信息

半导体开关管器件作为开关电源中的关键器件,其驱动电路的设计是电源领域的关键技术之一,普通大功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）由于器件结构不同,驱动要求和技术也不相同,小功率MOSFET的栅源极寄生电容一般为10~100 pF,而大功率MOSFET的栅源极寄生电容则可达1~10 nF,因此需较大的动态驱动功率。目前,对于MOSFET隔离驱动方式主要有光电耦合隔离和磁耦合隔离,一般以磁隔离为主要应用方式,在传统的MOSFET磁隔离驱动电路中,若占空比出现突变,其隔离输出的低电平则会出现上扬现象,导致开关管出现误动作,严重可能导致MOSFET器件烧毁,给出载波隔离驱动方法和边沿触发隔离驱动方法,两种方法都能克服低电平的上扬问题,通过测试对比两种驱动方式的优缺点。

关键词：金属氧化物半导体场效应晶体管隔离驱动边沿触发