一种脉冲电源的开关驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及脉冲电源设计领域，特别涉及一种脉冲电源的开关驱动电路。脉冲电源的开关驱动电路包括：驱动放大电路，用于将开关前沿信号和开关后沿信号进行放大；无极性电容C03；电阻R03；变压器，与无极性电容C03以及电阻R03连接；并联的电容C05和电阻R09、并联的电容C04和电阻R05以及电阻R08分别连接变压器和截尾管驱动信号输出端；二极管V01连接变压器，其阴极与电阻R04一端连接，电阻R04另一端连接开启管驱动信号输出端；场效应管V02与连接二极管V01连接；电阻R06连接场效应管V02和变压器；电阻R07连接场效应管V02和变压器。本发明专利技术的脉冲电源的开关驱动电路只需要一个脉冲变压器共计3个绕组传输开关脉冲信号，简化了电路组成，提高了电路可靠性。

A Switching Driver Circuit for Pulse Power Supply

The invention relates to the design field of pulse power supply, in particular to a switching driving circuit of pulse power supply. The switching driving circuit of pulse power supply includes: driving amplifier circuit, which is used to amplify switching front signal and switching back signal; polar capacitor C03; resistance R03; transformer, which is connected with polar capacitor C03 and resistance R03; shunt capacitor C05 and resistance R09, shunt capacitor C04 and resistance R05 and resistance R08 are respectively connected to the output of transformer and truncator driving signal. Diode V01 is connected with transformer, its cathode is connected with one end of resistance R04, and resistance R04 is connected with the output end of driving signal of open tube; field effect tube V02 is connected with connection diode V01; resistance R06 is connected with field effect tube V02 and transformer; resistance R07 is connected with field effect tube V02 and transformer. The switching driving circuit of the pulse power supply of the invention only needs one pulse transformer to transmit a total of three windings of the switching pulse signal, which simplifies the circuit composition and improves the reliability of the circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲电源的开关驱动电路
本专利技术涉及脉冲电源设计领域，特别涉及一种脉冲电源的开关驱动电路。
技术介绍
高压脉冲电源是在高压直流电源的基础上增加了开关电路，从而输出幅度、周期、宽度均可调节的一种脉冲电源。高压脉冲电源中所用的开关主要有气体开关、固态开关、等离子体开关等，其中固态开关又可细分为IGBT、MOSFET等功率半导体器件。现有的脉冲电源中的固态开关的驱动电路如附图1和2所示，是先在低压端将开关信号的前沿和后沿分别触发出窄脉冲，然后再通过前沿脉冲变压器和后沿脉冲变压器传输到高压端。前沿脉冲使开启管饱和导通，当前沿脉冲结束时，开启管的栅源存储电荷没有泄放通路，栅源偏置电压保持不变，开启管维持导通。直到开关信号后沿触发出的截尾脉冲来临，电荷得以泄放，开启管截止，截尾管导通。这种方法的缺点在于，当开关信号频率较高时，上升沿和下降沿很陡。开启管迅速导通，会在截尾管的栅源之间产生震荡尖峰，如果此尖峰超过截尾管的阈值电压，就会引发截尾管的误导通。同理，当截尾管迅速关断时，也存在使开启管误导通的风险。当误导通发生时，两管直通，损耗增加，甚至会因过热而损坏电路。这种缺点要求脉冲电源的固态开关在高重频工作状态时配备更大的散热装置，增加了体积和重量，但同时也给我们的研究带来了方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种脉冲电源的开关驱动电路，以解决现有脉冲电源存在的至少一个问题。本专利技术的技术方案是：一种脉冲电源的开关驱动电路，包括：驱动放大电路，用于将开关前沿信号和开关后沿信号进行放大；无极性电容C03，一端与所述驱动放大电路中开关前沿信号输出端连接；电阻R03，一端与所述驱动放大电路中开关后沿信号输出端连接；变压器，其原边同名端与所述无极性电容C03另一端连接，所述变压器原边非同名端与所述电阻R03另一端连接；电容C05和一只电阻R09并联组合后，连接所述变压器第一次边绕组的同名端和截尾管驱动信号输出端；电阻R08连接所述变压器第一次边绕组的非同名端和截尾管驱动信号输出端；电容C04和电阻R05并联组合后，连接所述变压器第二次边绕组的非同名端和开启管驱动信号输出端；二极管V01的阳极连接所述变压器第二次边绕组的同名端，其阴极与电阻R04一端连接，所述电阻R04另一端连接所述开启管驱动信号输出端；场效应管V02的源极连接所述二极管V01的阳极，其漏极连接所述二极管V01的阴极；电阻R06连接所述场效应管V02的栅极和所述变压器第二次边绕组的同名端；电阻R07连接所述场效应管V02的栅极和所述变压器第二次边绕组的非同名端。可选的，所述二极管V01采用肖特基类型。可选的，所述场效应管V02为N沟道增强型。专利技术效果：本专利技术的脉冲电源的开关驱动电路至少包括如下优点：(1)、只需要一个脉冲变压器共计3个绕组传输开关脉冲信号，简化了电路组成，提高了电路可靠性；现有方法需要2个脉冲变压器共计6个绕组；(2)、磁芯双向磁化，提高了磁芯利用率，可以传输更大宽度的开关脉冲信号；现有方法中的脉冲变压器单向磁化，需要磁芯复位；(3)、从时序逻辑上有效避免开启管和截尾管两管直通的风险；(4)、本专利技术可应用于脉冲电源中固态开关的驱动电路，尤其在开关频率极高时的优势更为明显。附图说明图1是现有的脉冲电源开关框图；图2是现有的脉冲电源开关时序；图3是本专利技术脉冲电源的开关驱动电路中的脉冲电源开关框图；图4是本专利技术脉冲电源的开关驱动电路中的脉冲电源开关时序；图5是本专利技术脉冲电源的开关驱动电路图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。下面结合附图1至图5对本专利技术脉冲电源的开关驱动电路做进一步详细说明。本专利技术提供了一种脉冲电源的开关驱动电路，包括：驱动放大电路、无极性电容C03、电阻R03、变压器、电容C05、电阻R09、电容C04、电阻R05、二极管V01、场效应管V02、电阻R06以及电阻R07。驱动放大电路可以采用目前已知的多种适合的常规电路，用于将开关前沿信号和开关后沿信号进行放大。无极性电容C03的一端与驱动放大电路中开关前沿信号输出端连接，以保证变压器的伏秒积平衡。电阻R03一端与驱动放大电路中开关后沿信号输出端连接。变压器(即脉冲变压器T01)的原边1同名端与无极性电容C03另一端连接，变压器原边1非同名端与电阻R03另一端连接。电容C05和一只电阻R09并联组合后，连接变压器第一次边绕组2的同名端和截尾管驱动信号输出端。电阻R08连接变压器第一次边绕组2的非同名端和截尾管驱动信号输出端。电容C04和电阻R05并联组合后，连接变压器第二次边绕组3的非同名端和开启管驱动信号输出端。二极管V01的阳极连接变压器第二次边绕组3的同名端，其阴极与电阻R04一端连接，电阻R04另一端连接开启管驱动信号输出端。其中，优选二极管V01采用肖特基类型。场效应管V02的源极连接二极管V01的阳极，其漏极连接二极管V01的阴极。其中，优选场效应管V02为N沟道增强型。电阻R06连接场效应管V02的栅极和变压器第二次边绕组3的同名端。电阻R07连接场效应管V02的栅极和变压器第二次边绕组3的非同名端。本专利技术脉冲电源的开关驱动电路的工作原理如下：将开关信号的前沿脉冲信号和后沿脉冲信号通过驱动增强之后，送给脉冲变压器T01传输到高压端。当前沿脉冲信号来临时，二极管V01导通，通过电阻R04对电容C04充电，达到开启管的阈值电压后，开启管导通。前沿脉冲信号结束时，由于电阻R05阻值较高，电容C04电荷释放缓慢，电压基本不变，开启管维持导通。直到后沿脉冲信号到来，场效应管V02导通，电容C04电荷通过场效应管V02和变压器T01的第二次边绕组形成快速泄放回路，开启管迅速关断。电容C04放电过零后，反向充电。开启管处于栅源负压偏置状态。这样做的好处有：(1)、保证开启管的可靠截止，提高电路的抗干扰能力。(2)、负压偏置可以使开启管更快地进入到截止状态，改善输出波形的下降沿。脉冲变压器T01的第一次边绕组非同名端连接截尾管整形驱动电路，波形在相位上与初级相反。截尾管的关断，依靠电容C05通过电阻R08自然放电。改变放电时间常数，可以调节其导通时间。从时序上看，在开启管导通的上升沿，截尾管栅源端施加负压，保证其可靠截止，避免直通。综上所述，本专利技术的脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲电源的开关驱动电路，其特征在于，包括：驱动放大电路，用于将开关前沿信号和开关后沿信号进行放大；无极性电容C03，一端与所述驱动放大电路中开关前沿信号输出端连接；电阻R03，一端与所述驱动放大电路中开关后沿信号输出端连接；变压器，其原边(1)同名端与所述无极性电容C03另一端连接，所述变压器原边(1)非同名端与所述电阻R03另一端连接；电容C05和一只电阻R09并联组合后，连接所述变压器第一次边绕组(2)的同名端和截尾管驱动信号输出端；电阻R08连接所述变压器第一次边绕组(2)的非同名端和截尾管驱动信号输出端；电容C04和电阻R05并联组合后，连接所述变压器第二次边绕组(3)的非同名端和开启管驱动信号输出端；二极管V01的阳极连接所述变压器第二次边绕组(3)的同名端，其阴极与电阻R04一端连接，所述电阻R04另一端连接所述开启管驱动信号输出端；场效应管V02的源极连接所述二极管V01的阳极，其漏极连接所述二极管V01的阴极；电阻R06连接所述场效应管V02的栅极和所述变压器第二次边绕组(3)的同名端；电阻R07连接所述场效应管V02的栅极和所述变压器第二次边绕组(3)的非同名端。...

【技术特征摘要】
1.一种脉冲电源的开关驱动电路，其特征在于，包括：驱动放大电路，用于将开关前沿信号和开关后沿信号进行放大；无极性电容C03，一端与所述驱动放大电路中开关前沿信号输出端连接；电阻R03，一端与所述驱动放大电路中开关后沿信号输出端连接；变压器，其原边(1)同名端与所述无极性电容C03另一端连接，所述变压器原边(1)非同名端与所述电阻R03另一端连接；电容C05和一只电阻R09并联组合后，连接所述变压器第一次边绕组(2)的同名端和截尾管驱动信号输出端；电阻R08连接所述变压器第一次边绕组(2)的非同名端和截尾管驱动信号输出端；电容C04和电阻R05并联组合后，连接所述变压器第二次边绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：张可银，王彬，谢刘宏，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32