英飞凌。推出适用于。IGBT。、SiC和GaN。栅极驱动。器。电源。的EiceDRIVER Power 2EP1xxR全桥变压器。驱动器。系列，为规划人员供给了阻隔式栅极驱动器电源解决方案。该系列。半导体。器材能够协助完成非对称输出电压，以经济高效、节约空间的办法为阻隔式栅极驱动器供电。因而，2EP1xxR特别适用于需求阻隔式栅极驱动器的工业和消费类运用，包含太阳能运用、电动汽车充电、储能体系、焊接、不间断电源、驱动运用等。

怎么运用2EPXXR系列来构建一款阻隔电源，它的。作业原理。又是什么？咱们以2EP130R为例，分几个部分解说。为了便于了解，咱们将从固定50%的占空比作业形式讲起，带各位。工程师。们从输入到阻隔输出逐级了解，期望经过以下解说之后，能够协助工程师朋友们轻松规划一款低成本的阻隔电源！

运用2EP130R全桥变压器驱动器的阻隔电源首要包含以下几个功用模块：

图1.选用 2EP130R电源简化示意图。

1。

PWM波生成。

首要，输入直流电压经去耦电容衔接至2EP的供电端VDD，直流电压由全桥改换器转换为特定频率的方波输出电压。经过。DC。引脚设定2EP作业占空比为50%时，OUT1和OUT2的输出在VDD和GND之间替换摇摆，在恣意时刻OUT1和OUT2之间的相对电压幅值则为2*VDD，若以OUT2为参阅点时，OUT1的输出电压则为±VDD。

图2. 功用模块-PWM波生成。

2。

串联。电容。

在桥式改换器中，为了防止直流偏磁，在变压器初级串联一个电容是一个简略有用的办法。关于占空比为50%的方波，电容器。相当于短路，没有任何影响，变压器初级上端。VPRI1。的电压等于。VOUT1。，下端。VPRI2。的电压等于。VOUT2。。相似的，当以。VPRI2。为参阅时，加载在变压器初级的电压为。VOUT1-VOUT2。，相对幅值仍是2*VDD。

图3. 功用模块-串联电容。

3。

变压器。

加载在变压器初级侧的电压除以匝比(TTR)即可得到次级电压，当确认整流办法后，将整流途径上的压降考虑在内，经过简略核算即可得到适配不同输出电压所需的次级电压和匝比信息。

图4. 功用模块-变压器。

4。

整流。

为了将变压器次级上的交变电压转换为咱们所需的直流电压，需求用到整流电路。在本文中，以峰值整流为例，咱们挑选。VSEC2。作为参阅点，将次级绕组上端电压。VSEC1。减去。二极管。压降。VDF。，即可得到整流后的正电压VCC；同理，下端电压。VSEC2。减去。VDF。即可得到负电压VEE。该脉动电压经输出。电容滤波。滑润后，即可得到以GND2为参阅的两种极性的直流电压。

图5. 功用模块-整流滤波。

因而，当把2EP用于固定50%占空比，运用峰值整流时，依据如下公式核算即可得到咱们想要的阻隔输出电压：

在大功率半导体模块的驱动运用中，咱们运用上述办法便可容易得到一组具有对称阻隔输出的电压，如±15V，但是在大多数中小功率工业运用中不需求-15V电源，运用不对称的阻隔电源电压，如15/-7.5V,15/-5V,18/-5V等等就能够了。若是15/-7.5V这种正负电压比值为2:1的联系，咱们能够仅将上述比如中的副边整流办法由峰值整流改成倍压整流便可完成，如下图所示：

图6. 2EP130R运用峰值整流的简化图。

图7. 2EP130R运用倍压整流的简化图。

若是对15/-5V,18/-5V等正负阻隔输出电压比值为3:1,3.6:1的运用呢？这个时分2EP130R的灵敏、强壮之处便可充分体现。除了常见的变压器匝比调压，2EP130R还支撑占空比调理，VDD调理这两种调压办法，如下图8所示。

图8. 2EP130R的电压分配的三种调理办法。

其间，占空比调理的精密程度可支撑在1:1~9:1的宽份额规模内生成一组不对称阻隔电源电压。2EP130R又是怎么经过调整占空比来支撑如此宽规模的副边正负电压份额呢？接下来，咱们将从上述比如延申，深入评论全桥改换器的占空比改动后的副边输出改动原理。

2EP130R的占空比调压作业原理。

在进行理论剖析之前，咱们先界说在以运用2EP130R为例的全桥变压器电路中的要害量的电压极性方向，包含OUT1与OUT2间电压方向，串联电容Cesr电压方向等，以下图箭头方向为正。

图9. 2EP130R运用中的一些要害量的极性方向界说示意图。

下图10是一个占空比对直流偏置电压和阻隔输出电压影响的总的示意图。从1)到2)，直流电压经内置全桥后转换成方波电压，当占空比不再为50%时，意味着OUT1-OUT2间的输出方波电压对磁芯的鼓励也不再对称，为了防止直流偏磁，在调理占空比的场合电容Cesr必不可少。从2)到3)，不对称的方波电压对Cesr的左右两头的充放电时刻也不再共同，稳态时Cesr上也将呈现一个直流偏置重量，其数值巨细和不对称方波的带来的直流偏置量巨细持平，但极性相反，起到了彼此抵消的作用。也便是说，经过Cesr后，对变压器的鼓励电压将不再包含直流重量，终究完成了伏秒平衡。后边从3)到5)便是遵从已知的过程，经过变压器传输初级电压，次级电压整流，以及由输出电容滤波，得到滑润的阻隔输出电压。

由上可知，当占空比不再为50%后，稳态时Cesr在初级侧也相当于一个源，咱们在核算阻隔输出电压时需求考虑到Cesr带来的额定电压偏移，接下来将侧重剖析占空比和Vcesr以及阻隔输出电压之间的联系。

图10.占空比对直流偏置电压和阻隔输出电压影响改动示意图。

占空比D和。Vcesr。

以及阻隔输出电压的联系。

当电路处于稳态时，咱们对变压器初级进行伏秒准则剖析，就能得到Cesr两头的均匀电压和占空比之间的联系。

首要，咱们以OUT1_high&OUT2_low开关导通时的回路界说为初级电感充电，OUT2_high&OUT1_low开关导通时的回路界说为初级电感放电，依据基尔霍夫电压规律，可得知：

图11. 电感充电回路。

图12. 电感放电回路。

充电时，Lpri两头的电压为：

放电时，Lpri两头的电压为：

依据伏秒准则，在稳态时的一个周期内，电感的正伏秒值和负伏秒值持平，即：

公式两头同除以周期T，则可变形为占空比D参加：

化简后可得Cesr两头的均匀电压和占空比及输入电压之间的联系为：

由上述公式可知，当占空比D为50%时，Cesr两头的均匀电压是为0，而当D为10%时，代入后得Cesr两头均匀电压为Vdd*80%。因为2EP130R的占空比可调理规模是10%~50%，依据图9指示极性，Cesr在该极性下发生的直流偏置量为正值，也即把OUT1-OUT2间的方波电压“往上抬”，抬升的幅值巨细也即该直流偏置量的巨细，由此，Cesr将对称的峰值电压。VOUT1。&。VOUT2。转换为不对称的峰值电压，但加载在变压器初级侧的总的改动幅值仍为2*Vdd，变压器初级侧电压公式如下：

终究，变压器副边电压及正负阻隔输出电压的表达式如下所示。

以上，便是2EP130R运用中占空比对偏置电压和阻隔输出电压影响的评论。仔细的同学现已发现了，正负阻隔输出电压的公式中不止包含占空比改换带来的。Vcesr。电压，还有。Vdd。，TTR等，假如咱们在运用中再改动输入电压。Vdd。，或许变压器匝比TTR呢，对阻隔输出电压又会带来哪些影响？在一个运用中咱们是否能够挑选用多种调控的组合来得到想要的阻隔输出电压？这些问题咱们将放在下一篇文章：2EP1XXR系列全桥变压器驱动器作业原理(二)—多种办法灵敏调理峰值整流运用下的输出电压。中评论。

2EP1xxR系列供给四种产品型号：

■。2EP100R。和。2EP101R。专为IGBT和SiC。 MOSFET。栅极驱动器电源的低元件数规划进行了优化；

■。2EP110R。答应对占空比进行微调，使输出电压比与SiC和GaN功率开关的运用要求相匹配；

■。2EP130R。专为高度灵敏的规划进行了优化，以满意不同的运用要求。

该器材不光供给5级过。电流。维护，还可经过41种开关频率选项或外部PWM同步功用完成变压器匹配，并经过41种占空比选项调整输出电压。为了协助工程师快速上手，咱们供给三种评价板可供挑选。《新品 | 频率和占空比可调的驱动电源用全桥变压器驱动器评价板》。。

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