一種單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及直流功率變換技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高壓直流電源單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大功率電力電子器件的不斷推出，更高電壓等級(jí)的功率單元在高壓變頻器、高壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置、柔性直流輸電設(shè)備方面得以發(fā)展，此類設(shè)備一般采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，單個(gè)功率單元的母線直流電壓達(dá)到1000V-3500V之間，這就需要更高輸入電壓等級(jí)的直流取電電源給控制電路供電。
[0003]由于需要能夠承受更高輸入電壓等級(jí)，傳統(tǒng)的單端單管直流電源已經(jīng)不能滿足目前高壓領(lǐng)域的需求。而單端雙管串聯(lián)功率管直流電源采用兩個(gè)功率管串聯(lián)，成本更低、耐壓更高，因此代替了單端單管直流電源，得以廣泛應(yīng)用。
[0004]為了給功率管驅(qū)動(dòng)提供能量，傳統(tǒng)的單端雙管串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路大多采用高壓儲(chǔ)能電容，或者，采用多個(gè)低壓電容串聯(lián)，以達(dá)到耐壓要求，但是，傳統(tǒng)的單端上管串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路存在以下問(wèn)題:
[0005](I)高壓儲(chǔ)能電容的電壓等級(jí)高，使得儲(chǔ)能電容選型困難，成本高；
[0006](2)采用多個(gè)低壓電容串聯(lián)，必須解決電容均壓?jiǎn)栴}，因此，需要增加電容均壓電路，實(shí)現(xiàn)較為困難。
[0007]因此，亟需一種單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路以解決上述技術(shù)問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路，用以解決高壓儲(chǔ)能電容選型困難、成本高的問(wèn)題，以及，多個(gè)低壓電容串聯(lián)帶來(lái)的實(shí)現(xiàn)困難的問(wèn)題。
[0009]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案:
[0010]本實(shí)用新型提供一種單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路，包括:變壓器、啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路、開(kāi)關(guān)電路和由上功率管和下功率管串聯(lián)連接形成的串聯(lián)功率管，啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路的第一端連接電源端，啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路的第三端接地，啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路的第四端與串聯(lián)功率管中的上功率管相連，串聯(lián)功率管中的上功率管串聯(lián)連接變壓器的初級(jí)繞組的一端，串聯(lián)功率管中的下功率管連接開(kāi)關(guān)電路并接地；
[0011]所述變壓器還包括自繞組，變壓器的自繞組的一端接地；所述單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路還包括啟動(dòng)后補(bǔ)能電路；
[0012]啟動(dòng)后補(bǔ)能電路的第二端連接變壓器的自繞組接地的一端，啟動(dòng)后補(bǔ)能電路的第一端連接變壓器的自繞組的另一端，啟動(dòng)后補(bǔ)能電路的第三端連接啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路的
ΛΑ- _-上山弟一漸；
[0013]啟動(dòng)后補(bǔ)能電路能夠存儲(chǔ)變壓器自繞組提供的電能，并通過(guò)啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路，向串聯(lián)功率管中的上功率管提供驅(qū)動(dòng)所需的電能。
[0014]優(yōu)選的，啟動(dòng)后補(bǔ)能電路包括:第一二極管、第二二極管和濾波儲(chǔ)能電容，第一二極管與第二二極管串聯(lián)連接，濾波儲(chǔ)能電容的正極連接第一二極管與第二二極管串聯(lián)的中間點(diǎn)；第一二極管的陽(yáng)極為啟動(dòng)后補(bǔ)能電路的第一端，第二二極管的陰極為啟動(dòng)后補(bǔ)能電路的第三端，濾波儲(chǔ)能電容的負(fù)極為啟動(dòng)后補(bǔ)能電路的第二端。
[0015]優(yōu)選的，所述濾波儲(chǔ)能電容為電解電容，所述濾波儲(chǔ)能電容的耐壓等級(jí)大于或等于 25V。
[0016]優(yōu)選的，所述啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路包括:儲(chǔ)能電容、穩(wěn)壓管和至少一個(gè)限流電阻，限流電阻的一端與儲(chǔ)能電容串聯(lián)連接，另一端連接電源端，穩(wěn)壓管的陰極連接限流電阻與儲(chǔ)能電容串聯(lián)的中間點(diǎn)，穩(wěn)壓管的陽(yáng)極連接濾波儲(chǔ)能電容的負(fù)極和儲(chǔ)能電容；限流電阻與儲(chǔ)能電容串聯(lián)的中間點(diǎn)為啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路的第二端，穩(wěn)壓管的陽(yáng)極為啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路的第二端；
[0017]當(dāng)限流電阻為2個(gè)或2個(gè)以上時(shí)，所述限流電阻串聯(lián)連接。
[0018]優(yōu)選的，所述儲(chǔ)能電容為陶瓷電容或薄膜電容，所述儲(chǔ)能電容的耐壓等級(jí)大于或等于25V。
[0019]進(jìn)一步的，所述單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路還包括下管功率保護(hù)電路，下管功率保護(hù)電路分別與所述啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路和所述串聯(lián)功率管相連，用于對(duì)所述對(duì)串聯(lián)功率管中的下功率管進(jìn)行電壓箝位。
[0020]優(yōu)選的，下功率管的漏極和上功率管的源極串聯(lián)連接，為串聯(lián)功率管的第三端，上功率管的柵極為串聯(lián)功率管的第二端，上功率管的漏極為串聯(lián)功率管的第一端；下功率管的柵極為串聯(lián)功率管的第四端，下功率管的源極為串聯(lián)功率管的第五端；
[0021]所述下管功率保護(hù)電路包括:第三二極管、第四二極管、驅(qū)動(dòng)電阻和至少一個(gè)穩(wěn)壓管，驅(qū)動(dòng)電阻的一端與第三二極管的陰極串聯(lián)，驅(qū)動(dòng)電阻的另一端與第四二極管的陰極串聯(lián)，穩(wěn)壓管的陰極連接第三二極管與驅(qū)動(dòng)電阻串聯(lián)的中間點(diǎn)；
[0022]第三二極管的陽(yáng)極為下管功率保護(hù)電路的第一端；穩(wěn)壓管的陽(yáng)極為下管功率保護(hù)電路的第二端，并接地；第四二極管的陽(yáng)極為下管功率保護(hù)電路的第三端，連接所述串聯(lián)功率管的第三端；驅(qū)動(dòng)電阻與第四二極管串聯(lián)的中間點(diǎn)為下管功率保護(hù)電路的第四端，連接所述串聯(lián)功率管的第二端；
[0023]當(dāng)穩(wěn)壓管為2個(gè)或2個(gè)以上時(shí)，所述穩(wěn)壓管串聯(lián)連接。
[0024]進(jìn)一步的，所述單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路還包括上管功率保護(hù)電路，上管功率保護(hù)電路的第二端連接與串聯(lián)功率管的第一端串聯(lián)連接的變壓器的初級(jí)繞組的一端；上管功率保護(hù)電路的第一端分別連接電源端和所述變壓器的初級(jí)繞組的另一端。
[0025]進(jìn)一步的，所述單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路還包括整流濾波電路，整流濾波電路分別連接變壓器的次級(jí)繞組的兩端。
[0026]優(yōu)選的，所述串聯(lián)功率管為電壓型驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體器件，所述串聯(lián)功率管為金氧半場(chǎng)效晶體管MOSFET或絕緣柵雙極型晶體管IGBT。
[0027]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0028]本實(shí)用新型利用變壓器附帶自繞組，在單端雙管串聯(lián)功率管直流電源啟動(dòng)后，啟動(dòng)后補(bǔ)能電路能夠?qū)⒆儔浩鞯淖岳@組提供的電能存儲(chǔ)起來(lái)，并為啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路提供電能，實(shí)現(xiàn)對(duì)啟動(dòng)前儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路能量的補(bǔ)充，用以保證驅(qū)動(dòng)上功率管中的上功率管驅(qū)動(dòng)所需的電能。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路示意圖；
[0030]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的單端串聯(lián)功率管驅(qū)動(dòng)電路示意圖。
[0031]圖例說(shuō)明:
[0032]1、變壓器 2、串聯(lián)功率管3、整流濾波電路
[0033]4、啟動(dòng)如儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路5、啟動(dòng)后補(bǔ)能電路
[0034]6、下管功率保護(hù)電路7、上管功率保護(hù)電路
[0035]8、開(kāi)關(guān)電路 N1、初級(jí)繞組N2、自繞組
[0036]N3、次級(jí)繞組 Ql、下功率管Q2、上功率管
[0037]21、串聯(lián)功率管的第一端22、串聯(lián)功率管的第二端
[0038]23、串聯(lián)功率管的第三端24、串聯(lián)功率管的第四端
[0039]25、串聯(lián)功率管的第五端51、啟動(dòng)后補(bǔ)能電路的第一端
[0040]52、啟動(dòng)后補(bǔ)能電路的第二端53、啟動(dòng)后補(bǔ)能電路的第三端[0041 ]61、下管功率保護(hù)電路的第一端62、下管功率保護(hù)電路的第二端
[0042]63、下管功率保護(hù)電路的第三端64、下管功率保護(hù)電路的第四端
[0043]71、上管功率保護(hù)電路的第一端72、上