儲(chǔ)能微網(wǎng)應(yīng)用SCR選型設(shè)計(jì)（5）

觸發(fā)電路：

采用脈沖變壓器觸發(fā)是應(yīng)用最廣泛最成熟的電路形式。

上圖中電路使用變壓器T傳輸脈沖信號(hào)。故稱為脈沖變壓器。當(dāng)觸發(fā)脈沖為H(高電平)時(shí)，將高頻振蕩器或高頻調(diào)制脈沖信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)SCR。當(dāng)觸發(fā)脈沖為L（低電平）時(shí)，與門關(guān)閉輸出。一次繞組并聯(lián)的Vs（穩(wěn)壓管） D1（二極管）元件。在VT截止時(shí)，提供T勵(lì)磁繞組復(fù)位，并保護(hù)VT開關(guān)管關(guān)斷的電壓尖峰。

脈沖變壓器設(shè)計(jì)：

驅(qū)動(dòng)變壓器的設(shè)計(jì)一般按照正激的方式設(shè)計(jì)，匝比根據(jù)輸入和輸出電壓以及占空比確定。 一般用鐵氧體磁芯。EE、EER、ETD型。這些骨架有貼片的也有插件的。EP和環(huán)形磁芯制作驅(qū)動(dòng)變壓器可以把漏感做到 1%以內(nèi)，但工藝比較復(fù)雜。

原邊的感量越大越好，能減少勵(lì)磁電流并提升變壓器效率。繞線根據(jù)開關(guān)頻率（集膚深度）和電流有效值選擇線徑。磁芯不飽和，繞線和磁芯溫升符合降額規(guī)范就好。

驅(qū)動(dòng)變壓器的關(guān)鍵參數(shù)：

驅(qū)動(dòng)變壓器主要關(guān)注信號(hào)（波形）完整性，所以要將寄生參數(shù)（漏感，繞組電容）減到最少，相對(duì)正激電源變壓器，驅(qū)動(dòng)變壓器設(shè)計(jì)和工藝要求更嚴(yán)苛。

變壓器繞制：

驅(qū)動(dòng)變壓器主要作用是隔離驅(qū)動(dòng)需要傳遞波形，如果繞制工藝設(shè)計(jì)不好，會(huì)導(dǎo)致波形失真，影響整個(gè)產(chǎn)品的效率和EMC。驅(qū)動(dòng)變壓器傳輸?shù)墓β什淮螅瑢?duì)趨膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)考慮不多。主要是耦合效果，繞組弱耦合會(huì)產(chǎn)生漏感，繞組的層，匝間會(huì)產(chǎn)生電容。

一般副邊設(shè)計(jì)兩個(gè)繞組，用于觸發(fā)雙向SCR。在發(fā)觸發(fā)脈沖時(shí)，兩個(gè)反并聯(lián)SCR同時(shí)得到觸發(fā)脈沖。故有以下幾種繞法：

普通疊層繞法：

這樣的變壓器繞制工藝簡(jiǎn)單，推薦次級(jí)（NS）雙線并繞，這樣兩個(gè)繞組直流電阻，交流電阻相等。兩線圈完全平衡，并且電壓對(duì)中心抽頭對(duì)稱。一致性較好但漏感稍大，耦合電容小。

普通繞法用于傳輸?shù)牟ㄐ晤l率較高時(shí)，特別是大功率電源的驅(qū)動(dòng)時(shí)，容易產(chǎn)生失真，上升沿與下降沿時(shí)間變長，且有明顯的振蕩。

推薦以下的三明治繞制方法，可以提升驅(qū)動(dòng)性能，不過繞制成本上升了。

初級(jí)夾次級(jí)的繞法（也叫初級(jí)平均繞法） ,此種繞法有量大優(yōu)點(diǎn) ,這樣有利于初次級(jí)的耦合，減少漏感；還有利于繞線的平整度；缺點(diǎn)是由于初次級(jí)有兩個(gè)接觸面，繞組耦合電容比較大，所以EMI又比較難過。

次級(jí)夾初級(jí)的繞法（也叫次級(jí)平均繞法）,當(dāng)輸出是低壓大電流時(shí)，一般采用此種繞法，優(yōu)點(diǎn)是可以有效降低銅損引起的溫升和減少初級(jí)耦合至變壓器磁芯高頻干擾。

以上繞制方法是網(wǎng)上資料總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，可以分別嘗試，實(shí)際測(cè)試波形為準(zhǔn)。

高頻震蕩器設(shè)計(jì)：

一般用多諧振蕩器，多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖方波，可以用數(shù)字邏輯電路和555時(shí)基電路實(shí)現(xiàn)。

555時(shí)基電路：

555時(shí)基電路，只需要外接少量幾個(gè)阻容原件，就可以組成不同用途的脈沖電路。圖中電路先用555芯片產(chǎn)生40kHz左右的方波信號(hào)，再經(jīng)過D觸發(fā)器脈沖整形（脈沖信號(hào)在傳輸過程中，會(huì)變得不規(guī)則頂部產(chǎn)生干擾，前后沿變差等）2分頻為20左右的方波。占空比0.5，脈沖寬度25us。滿足驅(qū)動(dòng)SCR。

仿真波形：

脈沖列震蕩器設(shè)計(jì)：

為了簡(jiǎn)化脈沖傳送，一般載波頻率為5~20kHz,任何一種寬度的脈沖都可以調(diào)制成脈沖列。

仿真原理圖：

仿真波形：

此電路用簡(jiǎn)單的NAND實(shí)現(xiàn)了波形調(diào)制方便小尺寸的驅(qū)動(dòng)變壓器設(shè)計(jì)，并且能在未發(fā)觸發(fā)脈沖時(shí)，關(guān)閉振蕩器提升EMC性能。

SCR驅(qū)動(dòng)電路重點(diǎn)測(cè)試：

1. 測(cè)試驅(qū)動(dòng)電壓： ±峰值電壓，du/dt
2. 測(cè)試驅(qū)動(dòng)電流： 最小峰值，平臺(tái)值，di/dt
3. 測(cè)試功率：平均功率

實(shí)測(cè)驅(qū)動(dòng)波形：

SCR降額（設(shè)計(jì)裕量）艾默生規(guī)范：