因?yàn)?a target="_blank">電子設(shè)備的電路變得更為復(fù)雜，故要求成熟的電氣工程設(shè)計(jì)參數(shù)具有更加臨界的數(shù)值。在設(shè)計(jì)電路的每一個(gè)階段，精確的工程計(jì)算是基本的要求。同時(shí)，在其零部件設(shè)計(jì)時(shí)，這一點(diǎn)也是同樣重要的。所以，必須精心地設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源（ＳＭＰＳ）中門脈沖驅(qū)動(dòng)變壓器的每一個(gè)零部件。
門脈沖驅(qū)動(dòng)變壓器在開(kāi)關(guān)電源中被要求用來(lái)控制電路之間的同步動(dòng)作。這些器件用來(lái)為開(kāi)頭電源半導(dǎo)件元器件如高壓功率ＭＯＳＦＥＴｓ或ＩＧＢＴｓ提供電脈沖。這種變壓器也用作電壓隔離和阻抗匹配。門脈沖驅(qū)動(dòng)變壓器是用來(lái)驅(qū)動(dòng)電子開(kāi)關(guān)器件門電路的基本脈沖變壓器。設(shè)計(jì)這類變壓器時(shí)，是假定其脈沖的上升、下降和上沖時(shí)間都是最佳的值。使用中要辨別它們是門脈沖驅(qū)動(dòng)變壓器還是其它變壓器。
在基礎(chǔ)門脈沖驅(qū)動(dòng)變壓器設(shè)計(jì)中，存在一系列設(shè)計(jì)變數(shù)，其中的每個(gè)變數(shù)由其專項(xiàng)應(yīng)用決定。它們的一些通用簡(jiǎn)圖及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系見(jiàn)圖１所示。
開(kāi)關(guān)電源中的變壓器隔離驅(qū)動(dòng)電路
圖2是非常常用的隔離驅(qū)動(dòng)電路，其原邊類似于正激變換器中的接法，第三繞組cN和二極管cD串聯(lián)用來(lái)對(duì)原邊激磁電感的去磁，一般情況下，可選擇pcNN=，且將cN和pN雙股并繞。副邊繞組sN與二極管2D、三極管2Q及3R、4R來(lái)恢復(fù)原邊驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形，并實(shí)現(xiàn)隔離，其中調(diào)節(jié)4R的大小，可以調(diào)節(jié)隔離驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，2Q與3R的作用是保證MOSFET S1在斷開(kāi)瞬間，其門源電荷上電壓的快速放電，以便提高 S1的關(guān)斷速度。5R與1ZD則是用來(lái)保護(hù)S1免受損壞的兩個(gè)元件，加5R后，可避免在控制電路還沒(méi)有工作，功率級(jí)已經(jīng)加電時(shí)因S1的DG電容和GS電容所引起的 S1之誤導(dǎo)通及相應(yīng)的損壞，其阻值可選為5K~50K；加ZD2是用來(lái)保證各種動(dòng)態(tài)下S1的GS電壓不會(huì)超過(guò)其規(guī)定的最大值，以避免S1的門源損壞，其穩(wěn)壓值可取18V左右。原邊的Q1既可用MOSFET，也可用三極管，電阻1R和2R的選擇比較容易，在Q1用MOSFET時(shí)，1R可取幾十到數(shù)百毆姆，2R可取幾千毆姆。
上述隔離驅(qū)動(dòng)電路在pcNN=時(shí)，能隔離的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其最大占空比要小于0.5，否則其變壓器會(huì)因?yàn)榉氩黄胶舛柡汀Ｋ赃@種隔離驅(qū)動(dòng)電路多用在二極管去磁雙正激變換器和對(duì)稱驅(qū)動(dòng)半橋變換器中。如前面所說(shuō)的，隔離驅(qū)動(dòng)變壓器的設(shè)計(jì)可先按原則選好鐵芯的材料和鐵芯的形狀及尺寸，然后按下面的公式計(jì)算匝數(shù)：
其中：rBBB?=?max，satBB《max，rB為剩磁，單位（Gass）；cA為所選鐵芯的截面積單位2）（cm，maxD為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最大占空比，sf驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，單位為（Hz），sccV_為隔離驅(qū)動(dòng)電路原邊供電電源，單位（V）。
對(duì)計(jì)算的匝數(shù)取整數(shù)，并取pcNN=，psNN=，然后在所選擇的鐵芯上按安規(guī)要求繞制這三個(gè)繞組，看看是否可以繞下，如果能夠繞下，且實(shí)驗(yàn)波形沒(méi)有失真，則該隔離變壓器的設(shè)計(jì)就是成功的，否則就要選擇一個(gè)大一些的鐵芯來(lái)重新進(jìn)行計(jì)算。
在隔離驅(qū)動(dòng)電路#1中，如果選擇的Q1及隔離變壓器都有一定的功率的話，則隔離后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)就具有一定的功率，因此這個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)電路，既可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離，還可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大。一般對(duì)較大功率開(kāi)關(guān)電源中的MOSFET進(jìn)行隔離驅(qū)動(dòng)時(shí)，只要能提供驅(qū)動(dòng)瞬間的峰值電流在（1~2）A即可，非隔離驅(qū)動(dòng)中，這種瞬間功率由專用的驅(qū)動(dòng)IC來(lái)實(shí)現(xiàn)，而在隔離驅(qū)動(dòng)中，這種瞬間功率就可由上述隔離驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)不再需要驅(qū)動(dòng)IC。
圖（a）是另一種隔離驅(qū)動(dòng)電路，其原邊類似于不對(duì)稱半橋中的接法，副邊的電容和二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離后信號(hào)的恢復(fù)，當(dāng)原邊和副邊匝數(shù)相同時(shí)，該隔離驅(qū)動(dòng)電路在二極管D1上的波形將與隔離前的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有完全相同的形狀，而且其幅度為Vcc_s。2R、3R、1ZD的作用與隔離驅(qū)動(dòng)電路#1中對(duì)應(yīng)的元件類似。這個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)電路的占空比沒(méi)有限制，其變壓器對(duì)稱地工作于B-H的I、III象限，變壓器的激磁電流平均值為零。如前面所說(shuō)的，該隔離驅(qū)動(dòng)變壓器的設(shè)計(jì)可先按原則選好鐵芯的材料和鐵芯的形狀及尺寸，然后按下面的公式計(jì)算匝數(shù)：
其中：satmBB《，為工作磁密幅度，單位（Gass）；cA為所選鐵芯的截面積，單位2）（cm，D為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比，sf驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，單位為（Hz）為隔離驅(qū)動(dòng)電路原邊供電電源，單位（V），顯然在5.0=D時(shí)，上式最大，所以有：
對(duì)計(jì)算的匝數(shù)取整數(shù)，并取psNN=，然后在所選擇的鐵芯上按安規(guī)要求繞制這兩個(gè)繞組，看看是否可以繞下，如果能夠繞下，且實(shí)驗(yàn)波形沒(méi)有失真，則該隔離變壓器的設(shè)計(jì)就是成功的，否則就要選擇一個(gè)大一些的鐵芯來(lái)重新進(jìn)行計(jì)算。從變壓器匝數(shù)計(jì)算公式可知，同樣頻率、同樣截面積的鐵芯，在隔離驅(qū)動(dòng)電路#2中的變壓器匝數(shù)會(huì)遠(yuǎn)少于隔離驅(qū)動(dòng)電路#1中（昨天介紹的）的變壓器匝數(shù)，所以當(dāng)處理的功率相同時(shí)，隔離驅(qū)動(dòng)電路#2中的變壓器會(huì)比隔離驅(qū)動(dòng)電路#1中的變壓器小。
圖（a）的隔離驅(qū)動(dòng)電路，在產(chǎn)品的大動(dòng)態(tài)過(guò)程或電源保護(hù)后再恢復(fù)工作的過(guò)程中，常會(huì)因?yàn)槎O管1D的沒(méi)有及時(shí)導(dǎo)通，而導(dǎo)致其控制的MOSFET不能被可靠關(guān)斷，從而損壞主電路。
圖（b）是用一個(gè)PNP三極管3Q、一個(gè)電阻4R和一個(gè)電容3C組成的電路來(lái)代替二極管1D，以保證只要變壓器的副邊一有負(fù)電壓，三極管3Q就會(huì)立即導(dǎo)通，從而確保其控制的MOSFET無(wú)論在什么樣的大動(dòng)態(tài)下，都能可靠關(guān)斷。