一種單電源igbt高低壓驅(qū)動(dòng)dc-dc變換器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種單電源IGBT高低壓驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，包括一臺(tái)主機(jī)、一條驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜和一條電源電纜，主機(jī)外殼的一個(gè)側(cè)面設(shè)有驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座與驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜相連；主機(jī)另一個(gè)側(cè)面設(shè)有電源插座，該電源插座與電源電纜相連；主機(jī)外殼內(nèi)部裝有一塊電路板，該電路板的電路由交流EMC及降壓電路、整流濾波及DC穩(wěn)壓電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)變換電路、+15V高壓變換電路、-5V低壓變換電路、IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路組成；電路板上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與主機(jī)外殼的驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座相連，電路板的AC220V與主機(jī)外殼的電源插座相連。本實(shí)用新型降低電源電路的復(fù)雜性，縮減產(chǎn)品的體積，提高系統(tǒng)整體可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種單電源IGBT高低壓驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及DC-DC變換【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及IGBT高低壓驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器。

【背景技術(shù)】
[0002]DC-DC變換是現(xiàn)代電路設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常要用到的技術(shù)手段。在IGBT驅(qū)動(dòng)電路中，IGBT柵極的開(kāi)通與關(guān)斷需要不同的電壓，開(kāi)通時(shí)需要高電壓+15V，關(guān)斷時(shí)需要低電壓-5V。因此，對(duì)一個(gè)H橋IGBT槽路來(lái)說(shuō)，輔助電源就需要8個(gè)。如此眾多的電源，對(duì)電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，既要考慮其性能與可靠性，又要考慮驅(qū)動(dòng)板的體積大小與成本問(wèn)題。目前現(xiàn)有IGBT驅(qū)動(dòng)板電源設(shè)計(jì)技術(shù)基本上存在兩種方案:
[0003]一種方案是購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的DC電源模塊。該方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可靠性較高，缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)板體積龐大，成本高。
[0004]另一種是自己設(shè)計(jì)板上集成電源。該方案可以有效的降低板子的體積以及成本，但設(shè)計(jì)復(fù)雜，可靠性不穩(wěn)定，對(duì)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)要求高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種單電源IGBT高低壓驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，該變換器通過(guò)單路直流電源經(jīng)DC-DC變換實(shí)現(xiàn)IGBT高低壓驅(qū)動(dòng)的電源需求，降低電源電路的復(fù)雜性，縮減產(chǎn)品的體積，提高系統(tǒng)整體可靠性。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]所述的一種單電源IGBT高低壓驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，包括一臺(tái)主機(jī)、一條驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜和一條電源電纜。主機(jī)有一個(gè)長(zhǎng)方形扁平外殼，主機(jī)外殼的一個(gè)側(cè)面設(shè)有驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座與驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜相連；主機(jī)另一個(gè)側(cè)面設(shè)有電源插座，該電源插座與電源電纜相連；主機(jī)外殼內(nèi)部裝有一塊電路板，該電路板的電路由交流EMC及降壓電路、整流濾波及DC穩(wěn)壓電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)變換電路、+15V高壓變換電路、-5V低壓變換電路、IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路組成；電路板上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與主機(jī)外殼的驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座相連，電路板的AC220V與主機(jī)外殼的電源插座相連。
[0008]所述的交流EMC及降壓電路由熔斷器F1，電容Cl、電容C2、電容C3，電抗器L1、熱敏電阻Rl，變壓器Tl組成；交流電壓火線經(jīng)熔斷器Rl與電抗器LI的管腳I相連，電抗器LI的管腳2接零線，電容Cl跨接在LI的管腳1、管腳2之間，電抗器LI的管腳3經(jīng)電容C2、電容C3與LI的管腳4相連，電容C2、電容C3之間的引出線接地，熱敏電阻Rl跨接在在電抗器LI的管腳3、管腳4之間，變壓器Tl的管腳I和R1、電容C2的公共端相連，變壓器Tl的管腳2和熱敏電阻R1、電容C3的公共端相連。
[0009]所述的整流濾波及DC穩(wěn)壓電路由整流橋BR1，電容E1、電容E2、電容C4、電容C5，電阻R2、電阻R3，穩(wěn)壓塊ICl組成，整流橋BRl的管腳2與變壓器Tl的管腳3相連，整流橋BRl的管腳3與變壓器Tl的管腳4相連，整流橋BRl的管腳I與穩(wěn)壓塊ICl的管腳3相連，整流橋BRl的管腳4與地線GND相連，電容El跨接在整流橋BRl的管腳1、管腳4之間，電容C4跨接在穩(wěn)壓塊ICl的管腳3與地線GND之間，穩(wěn)壓塊ICl的管腳I經(jīng)電阻R3與地線GND相連，穩(wěn)壓塊ICl的管腳2經(jīng)電阻R2與穩(wěn)壓塊ICl的管腳I相連，電容E2跨接在穩(wěn)壓塊ICl的管腳2與地線GND之間，電容C5跨接在穩(wěn)壓塊ICl的管腳2與地線GND之間，穩(wěn)壓塊ICl的管腳2輸出電壓V3。
[0010]所述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)變換電路由晶體管Q1、晶體管Q2，電阻R4、電阻R6、電阻R7、電阻R8，電容C6組成，驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)電阻R8與晶體管Ql的管腳I相連，晶體管Ql的管腳2經(jīng)電阻R4與電源V3相連，晶體管Ql的管腳2與電阻R4之間引出線與晶體管Q2的管腳I相連，晶體管Q2的管腳2經(jīng)電阻R7與電源V3相連，電阻R6跨接在晶體管Q2的管腳I電源V3之間，電容C6跨接在晶體管Q2管腳1、晶體管Ql管腳2、電阻R4、電阻R6的公共端與地線GND之間，晶體管Ql的管腳3與晶體管Q2的管腳3相連后，之間的引出線與地線GND相連。
[0011 ] 所述的+15V高壓變換電路由晶體管Q3、晶體管Q4，電阻R9、電阻RlO組成，晶體管Q3的管腳I與晶體管Q4的管腳I相連，其引出線與晶體管Q2的管腳2相連，晶體管Q3的管腳3經(jīng)電阻R9、電阻RlO與晶體管Q4的管腳2相連，晶體管Q4的管腳3與地線GND相連。
[0012]所述的-5V低壓變換電路由電容C7、電容C8、電容E3，電阻R4，穩(wěn)壓管D2組成，電源V3經(jīng)電阻R4、穩(wěn)壓管D2與地線GND相連，電容C7、電容C8、電容E3跨接在穩(wěn)壓管D2兩端。
[0013]所述的IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路由電阻R11、雙向穩(wěn)壓管Dl、IGBT模塊BGl組成，電阻Rll與穩(wěn)壓管D2并聯(lián)后，其中一端與電阻R9、電阻RlO之間的引出線相連，另一端與電容C7、電容C8、電容E3、穩(wěn)壓管D2的公共端相連，IGBT模塊BGl的管腳2與電源VDC相連，IGBT模塊BGl的管腳I與電阻R9、電阻R10、電阻R11、雙向穩(wěn)壓管Dl的公共端相連，IGBT模塊BGl的管腳3與電容C7、電容C8、電容E3、穩(wěn)壓管D2、電阻R11、雙向穩(wěn)壓管Dl的公共端相連。
[0014]所述的穩(wěn)壓塊ICl的型號(hào)為L(zhǎng)M317。
[0015]220V交流電壓輸入交流EMC及降壓電路進(jìn)行EMC處理，變壓器Tl為降壓變壓器，降壓后V1、V2之間的電壓有效值為26V，穩(wěn)壓塊ICl的型號(hào)為L(zhǎng)M317，經(jīng)LM317穩(wěn)壓后的電壓為20.1V，穩(wěn)壓二極管D2的穩(wěn)壓值為5.1V，因此，以V4為參考點(diǎn)，柵極的高電壓驅(qū)動(dòng)脈沖幅值為+15V，低電壓驅(qū)動(dòng)脈沖幅值為-5V，實(shí)現(xiàn)了高低壓柵極驅(qū)動(dòng)的電平要求。電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可靠性高，對(duì)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)要求不高，可以縮減產(chǎn)品的體積，降低產(chǎn)品的成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的原理框圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型的電路原理圖。
[0019]附圖1中的部件標(biāo)號(hào)為:1為主機(jī)，2為電源插座,3為電源電纜,4為驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座，5為驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例
[0021]見(jiàn)圖1、圖2、圖3，一種單電源IGBT高低壓驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，包括一臺(tái)主機(jī)1、一條驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜5和一條電源電纜3。主機(jī)I有一個(gè)長(zhǎng)方形扁平外殼,主機(jī)I外殼的一個(gè)側(cè)面設(shè)有驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座4，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座4與驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜5相連；主機(jī)I另一個(gè)側(cè)面設(shè)有電源插座2,該電源插座2與電源電纜3相連；主機(jī)I外殼內(nèi)部裝有一塊電路板，該電路板的電路由交流EMC及降壓電路、整流濾波及DC穩(wěn)壓電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)變換電路、+15V高壓變換電路、-5V低壓變換電路、IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路所組成；電路板上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與主機(jī)I外殼的驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座4相連，電路板的AC220V與主機(jī)I外殼的電源插座2相連。
[0022]所述的交流EMC及降壓電路由熔斷器F1，電容Cl、電容C2、電容C3，電抗器L1、熱敏電阻Rl，變壓器Tl組成；交流電壓火線經(jīng)熔斷器Rl與電抗器LI的管腳I相連，電抗器LI的管腳2接零線，電容Cl跨接在LI的管腳1、管腳2之間，電抗器LI的管腳3經(jīng)電容C2、電容C3與LI的管腳4相連，電容C2、電容C3之間的引出線接地，熱敏電阻Rl跨接在在電抗器LI的管腳3、管腳4之間，變壓器Tl的管腳I和R1、電容C2的公共端相連，變壓器Tl的管腳2和熱敏電阻R1、電容C3的公共端相連。
[0023]所述的整流濾波及DC穩(wěn)壓電路由整流橋BR1，電容E1、電容E2、電容C4、電容C5，電阻R2、電阻R3，穩(wěn)壓塊ICl組成，整流橋BRl的管腳2與變壓器Tl的管腳3相連，整流橋BRl的管腳3與變壓器Tl的管腳4相連，整流橋BRl的管腳I與穩(wěn)壓塊ICl的管腳3相連，整流橋BRl的管腳4與地線GND相連，電容El跨接在整流橋BRl的管腳1、管腳4之間，電容C4跨接在穩(wěn)壓塊ICl的管腳3與地線GND之間，穩(wěn)壓塊ICl的管腳I經(jīng)電阻R3與地線GND相連，穩(wěn)壓塊ICl的管腳2經(jīng)電阻R2與穩(wěn)壓塊ICl的管腳I相連，電容E2跨接在穩(wěn)壓塊ICl的管腳2與地線GND之間，電容C5跨接在穩(wěn)壓塊ICl的管腳2與地線GND之間，穩(wěn)壓塊ICl的管腳2輸出電壓Ti。
[0024]所述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)變換電路由晶體管Q1、晶體管Q2，電阻R4、電阻R6、電阻R7、電阻R8，電容C6組成，驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)電阻R8與晶體管Ql的管腳I相連，晶體管Ql的管腳2經(jīng)電阻R4與電源V3相連，晶體管Ql的管腳2與電阻R4之間引出線與晶體管Q2的管腳I相連，晶體管Q2的管腳2經(jīng)電阻R7與電源V3相連，電阻R6跨接在晶體管Q2的管腳I電源V3之間，電容C6跨接在晶體管Q2管腳1、晶體管Ql管腳2、電阻R4、電阻R6的公共端與地線GND之間，晶體管Ql的管腳3與晶體管Q2的管腳3相連后，之間的引出線與地線GND相連。
[0025]所述的+15V高壓變換電路由晶體管Q3、晶體管Q4，電阻R9、電阻RlO組成，晶體管Q3的管腳I與晶體管Q4的管腳I相連，其引出線與晶體管Q2的管腳2相連，晶體管Q3的管腳3經(jīng)電阻R9、電阻RlO與晶體管Q4的管腳2相連，晶體管Q4的管腳3與地線GND相連。
[0026]所述的-5V低壓變換電路由電容C7、電容C8、電容E3，電阻R4，穩(wěn)壓管D2組成，電源V3經(jīng)電阻R4、穩(wěn)壓管D2與地線GND相連，電容C7、電容C8、電容E3跨接在穩(wěn)壓管D2兩端。
[0027]所述的IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路由電阻R11、雙向穩(wěn)壓管Dl、IGBT模塊BGl組成，電阻Rll與穩(wěn)壓管D2并聯(lián)后，其中一端與電阻R9、電阻RlO之間的引出線相連，另一端與電容C7、電容C8、電容E3、穩(wěn)壓管D2的公共端相連，IGBT模塊BGl的管腳2與電源VDC相連，IGBT模塊BGl的管腳I與電阻R9、電阻R10、電阻R11、雙向穩(wěn)壓管Dl的公共端相連，IGBT模塊BGl的管腳3與電容C7、電容C8、電容E3、穩(wěn)壓管D2、電阻R11、雙向穩(wěn)壓管Dl的公共端相連。
[0028]所述的穩(wěn)壓塊ICl的型號(hào)為L(zhǎng)M317。
【權(quán)利要求】
1.一種單電源IGBT高低壓驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，包括一臺(tái)主機(jī)、一條驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜和一條電源電纜，其特征是:主機(jī)有一個(gè)長(zhǎng)方形扁平外殼，主機(jī)外殼的一個(gè)側(cè)面設(shè)有驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座與驅(qū)動(dòng)信號(hào)電纜相連；主機(jī)另一個(gè)側(cè)面設(shè)有電源插座，該電源插座與電源電纜相連；主機(jī)外殼內(nèi)部裝有一塊電路板，該電路板的電路由交流EMC及降壓電路、整流濾波及DC穩(wěn)壓電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)變換電路、+15V高壓變換電路、-5V低壓變換電路、IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路組成；電路板上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與主機(jī)外殼的驅(qū)動(dòng)信號(hào)插座相連，電路板的AC220V與主機(jī)外殼的電源插座相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單電源IGBT高低壓驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，其特征是:所述的交流EMC及降壓電路由熔斷器Fl，電容Cl、電容C2、電容C3，電抗器L1、熱敏電阻Rl，變壓器Tl組成；交流電壓火線經(jīng)熔斷器Rl與電抗器LI的管腳I相連，電抗器LI的管腳2接零線，電容Cl跨接在LI的管腳1、管腳2之間，電抗器LI的管腳3經(jīng)電容C2、電容C3與LI的管腳4相連，電容C2、電容C3之間的引出線接地，熱敏電阻Rl跨接在在電抗器LI的管腳3、管腳4之間，變壓器Tl的管腳I和R1、電容C2的公共端相連，變壓器Tl的管腳2和熱敏電阻R1、電容C3的公共端相連；所述的整流濾波及DC穩(wěn)壓電路由整流橋BR1，電容E1、電容E2、電容C4、電容C5，電阻R2、電阻R3，穩(wěn)壓塊ICl組成，整流橋BRl的管腳2與變壓器Tl的管腳3相連，整流橋BRl的管腳3與變壓器Tl的管腳4相連，整流橋BRl的管腳I與穩(wěn)壓塊ICl的管腳3相連，整流橋BRl的管腳4與地線GND相連，電容El跨接在整流橋BRl的管腳1、管腳4之間，電容C4跨接在穩(wěn)壓塊ICl的管腳3與地線GND之間，穩(wěn)壓塊ICl的管腳I經(jīng)電阻R3與地線GND相連，穩(wěn)壓塊ICl的管腳2經(jīng)電阻R2與穩(wěn)壓塊ICl的管腳I相連，電容E2跨接在穩(wěn)壓塊ICl的管腳2與地線GND之間，電容C5跨接在穩(wěn)壓塊ICl的管腳2與地線GND之間，穩(wěn)壓塊ICl的管腳2輸出電壓V3 ;所述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)變換電路由晶體管Q1、晶體管Q2，電阻R4、電阻R6、電阻R7、電阻R8，電容C6組成，驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)電阻R8與晶體管Ql的管腳I相連，晶體管Ql的管腳2經(jīng)電阻R4與電源V3相連，晶體管Ql的管腳2與電阻R4之間引出線與晶體管Q2的管腳I相連，晶體管Q2的管腳2經(jīng)電阻R7與電源V3相連，電阻R6跨接在晶體管Q2的管腳I電源V3之間，電容C6跨接在晶體管Q2管腳1、晶體管Ql管腳2、電阻R4、電阻R6的公共端與地線GND之間，晶體管Ql的管腳3與晶體管Q2的管腳3相連后，之間的引出線與地線GND相連；所述的+15V高壓變換電路由晶體管Q3、晶體管Q4，電阻R9、電阻RlO組成，晶體管Q3的管腳I與晶體管Q4的管腳I相連，其引出線與晶體管Q2的管腳2相連，晶體管Q3的管腳3經(jīng)電阻R9、電阻RlO與晶體管Q4的管腳2相連，晶體管Q4的管腳3與地線GND相連；所述的-5V低壓變換電路由電容C7、電容C8、電容E3，電阻R4，穩(wěn)壓管D2組成，電源V3經(jīng)電阻R4、穩(wěn)壓管D2與地線GND相連，電容C7、電容CS、電容E3跨接在穩(wěn)壓管D2兩端；所述的IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路由電阻R11、雙向穩(wěn)壓管DUIGBT模塊BGl組成，電阻Rll與穩(wěn)壓管D2并聯(lián)后，其中一端與電阻R9、電阻RlO之間的引出線相連，另一端與電容C7、電容C8、電容E3、穩(wěn)壓管D2的公共端相連，IGBT模塊BGl的管腳2與電源VDC相連，IGBT模塊BGl的管腳I與電阻R9、電阻R10、電阻R11、雙向穩(wěn)壓管Dl的公共端相連，IGBT模塊BGl的管腳3與電容C7、電容C8、電容E3、穩(wěn)壓管D2、電阻R11、雙向穩(wěn)壓管Dl的公共端相連；所述的穩(wěn)壓塊ICl的型號(hào)為L(zhǎng)M317。
【文檔編號(hào)】H02M1/08GK204068700SQ201420122253
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】黃松林, 王慶順, 任傳富, 王建明 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)大學(xué)