燕山大学本科生毕业设计（论文）
半桥逆变的下管工作过程和上管一样，只是工作在互补的半个周期里，且有一定的死区延时。
电路中自举二极管的选取：由IR2110电压自举的原理可以知道，自举电容的电压是自举成功的保证，因而要保证自举电容电压。因此需要电容充电后经由二极管的反向漏电流越小越好，因此应选择快速恢复二极管。电路中自举电容的选取：由于受下管最小导通时间的限制因此希望自举电容应能在很短的时间里就能充电完成，因而自举电容应越小越好。
4.3 光电耦合隔离的设计
光电隔离的必要性：在具有控制电路的系统中往往主电路的电压电流远远大于控制电路的电压电流值，控制电路直接耦合控制主电路的器件会给控制电路带来很大的电压电流冲击。而且有些电路如果控制电路直接控制主电路器件会造成主电路与控制电路产生电压的回路，这样对控制电路会造成很大的威胁，同时对整体系统的安全及稳定性带来风险。所以一般带有控制电路的系统都采用电气隔离的方式对主电路和控制电路进行隔离。
隔离可以分为光电隔离和电磁隔离两种，这两种隔离方式各有优点：电磁隔离具有很好的线性隔离，其信号传递速度快，但其只适用于交流控制场合，而且其体积相对来说比较大；光电隔离的线性没有电磁隔离好，但其体积小，适合于直流的场合。本文中的电源系统采用光电耦合的隔离方式。
这里本设计中选用HCNR201光电耦合器。该光电耦合器具有很小的传输增益误差和线性误差，而且其带宽也很宽可达到1MHz。很好的耐压能力，可以承受一分钟5000V高压，最大绝缘工作电压可达1414V。其输入/输出范围为015V。
如图4-5所示为HCNR201的应用外围电路图。发光二极管的输入电流和光敏二极管中流过的电流会随着输出光强发生改变，在放大器S1的调节下进行补偿，使得PD1，PD2上保持一个稳定的电流。由于PD1，PD2所产生的参数变化是一致的，所以电路的增益可表达为：Vout/Vin?KR2/R1。其输入与输出是呈一种线性关系的，且增益可以通过调整R1和R2的取值来实现。
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第4章 驱动电路及芯片的设计
HCNR201的电流是单向的，也就是说其耦合电压是一个极性的，如需要对有正有负的信号进行隔离需要将两个耦合器反向并联。
图4-5 HCNR201原理及外围电路
VinR1?1S12348LED 76R2?S2? 5Vo 1PDPD24.4 本章小结
本章主要对控制电路所选取的芯片及其外围电路进行了分析和设计。 所选取的控制芯片为SG3525，这是一款经常使用的经典芯片。这里对其内部功能结构做了分析介绍，了解了其工作原理，并对其外围电路进行设置。所选取的隔离芯片为HCNR201，这是一个高速响应的光电耦合器件，满足了高频的要求，这里用其隔离控制电路的控制信号和主电路的开关管。本章对其工作原理进行了分析说明，并设置了其外围器件做了选择。
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燕山大学本科生毕业设计（论文）
结论
本文本着减小电路复杂程度和节能的原则设计了高频高压电源的主电路部分和控制电路部分，设计出的主电路部分完全符合设计需求且电路拓扑结构简单。控制电路的设计也很成功，选用的芯片个数少，难度小，故障率低。通过外围参数的设定使得其响应速度非常快，缓解了主电路惯性大不易调节的缺点。
高频高压电源的设计中变压器的设计是一个重要的部分，在设计中采用了40KHz的工作频率大大降低了主电路中电感电容的取值和变压器的原副边绕组及磁芯的体积。控制信号采用PWM控制方式，其控制信号由集成控制器SG3535提供。反馈电压可以直接反应PWM的占空比的的大小，此控制器还将过压保护、过流保护、软启动、欠电压锁定、击穿短路保护等功能集成进去了，并且具有能量回收功能。用SG3525驱动MOSFET，保证其可靠开通和关断。控制电路和主电路之间采用高速光电耦合器进行隔离，取得了很好的效果。隔离驱动芯片的设置大减少了控制电路中电源数量，也提高了控制电路和主电路之间的隔离作用。
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第4章 驱动电路及芯片的设计
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