对恒流二极管分压的悬浮脉冲优化设计

对恒流二极管分压的悬浮脉冲优化设计

马永兵

（内蒙古乌海超高压供电局016000）

摘要:本文介绍的是一种利用Multisim软件辅助设计的恒流二极管分压的悬浮脉冲驱动器设计。通过对恒流二极管分压的悬浮脉冲驱动器进行了深入研究，提出了三种恒流二极管分压的悬浮脉冲驱动器设计的结构方案，对每一种恒流二极管分压的悬浮脉冲驱动器设计的原理进行分析，用其中一种方案进行仿真设计，最后对上述方案进行硬件设计。本设计实现的是一种可以利用恒流二极管进行分压的悬浮脉冲驱动器，能够减少脉冲开通的时间，进一步缩短开关电源通、断时间，增强整个控制回路的可靠性。

关键词：二极管；驱动器；Multisim软件；悬浮脉冲

1.硬件结构和原理

对于恒流二极管分压的悬浮脉冲驱动器设计，本设计提出了三种结构、方案，首先本设计针对三种结构进行了详细的介绍，其次对三种恒流二极管分压的悬浮脉冲驱动器阐明了其电路原理，并且针对三种恒流二极管分压的悬浮脉冲驱动器进行了与此对应的应用设计说明，最后通过一个具体实例详细说明如何通过计算的方法确定恒流模块与稳压模块的个数。

1.1电路结构

恒流二极管分压的悬浮脉冲驱动器设计共有三种结构和方案，各组成结构和方案的模块相似。本文以方案一为例具体说明。

如图2.1所示，为方案一结构示意图。所述由一个悬浮脉冲驱动模块和N个恒流模块依次串联组成，其首端和尾端分别接直流电源正端HV+和直流电源负端HV-，其中，N={1，2，...，i，...，n}，n≥1，即N个恒流模块依次包含恒流模块1，恒流模块2，…，恒流模块i，...，恒流模块n，由于所述的悬浮脉冲驱动模块有其稳压的工作电压范围，以及所述的任一个恒流模块都有一个恒流的工作电压范围，故N个恒流模块具体数量的确定也会有一个动态范围，即在设计和使用时，其产生的累计电压差之和不能超过直流电源正端HV+与直流电源负端HV-的电压差。

所述的悬浮脉冲驱动模块外部端口包含电源输入端VE、脉冲输入端PULSEin、脉冲输出端PULSEout和工作地端Dgnd，内部又包含一个稳压电路、一个组成与门逻辑功能的电路，其中稳压电路设有电源输入端Vin、输出端Vout和工作地端Dgnd，电源输入端Vin与外部端口的电源输入端VE相连，而组成与门逻辑功能的电路设有电源正端Ｖcc、逻辑门输入端A、逻辑门输入端B、逻辑门输出端C以及电源负端VSS，电源负端VSS与工作地端Dgnd相连，逻辑门输入端B与脉冲输入端PULSEin相连，逻辑门输出端C与脉冲输出端PULSEout相连，另外，稳压电路输出端Vout和组成与门逻辑功能电路的电源正端Ｖcc和逻辑门输入端A连接；

所述的任一个恒流模块i外部端口包含恒流输入端Iin_i和恒流输出端Iout_i，而内部由恒流二极管Dh_i、均压电阻Rh_i和动态均压电容器Ch_i并联组成，恒流二极管Dh_i阳极与均压电阻Rh_i的一端，以及动态均压电容器Ch_i一端相连，恒流二极管Dh_i阴极与均压电阻Rh_i的另一端，以及动态均压电容器Ch_i另一端相连，恒流输入端Iin_i与恒流二极管Dh_i的阳极相连，恒流输出端Iout_i与恒流二极管Dh_i的阴极相连。

所述的悬浮脉冲模块的电源输入端VE与直流电源正端HV+相连，其工作地端Dgnd与恒流模块的恒流输入端Iin_i+1相连。

图2.1方案一结构示意图

如图2.2所示，为方案二结构示意图。即采用方案一各模块相同的电路。所述的悬浮脉冲驱动模块的电源输入端VE与第i个恒流模块的恒流输出端Iout_i相连，其工作地端Dgnd与第i+1个恒流模块的恒流输入端Iin_i+1相连；

图2.2方案一结构示意图

如图2.3所示为方案三结构示意图。即采用方案一各模块相同的电路。所述的悬浮脉冲驱动模块的电源输入端VE与第n个恒流模块的恒流输出端Iout_n相连，其工作地端Dgnd与直流电源负端HV-相连。

图2.3方案三结构示意图

作者简介：

马永兵（1973-）男，内蒙古乌海市人，汉族，学历：大学本科，研究方向：电力系统.