一種電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，包括依次相連的移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)隔離放大電路及IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其中所述信號(hào)隔離放大電路由高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片、第一脈沖變壓器、兩個(gè)半橋電路組成，所述移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)通過(guò)高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行第一級(jí)放大后，由第一脈沖變壓器隔離變換成相位相反的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)；所述相位相反的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)分別經(jīng)兩個(gè)半橋電路再次放大后，由IGBT驅(qū)動(dòng)電路再次隔離，直至隔離到待驅(qū)動(dòng)電路中IGBT所在的電壓幅值范圍內(nèi)時(shí)輸出。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了控制電路和功率電路高電壓量級(jí)的電氣隔離，又實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的高速、有效傳輸，方便擴(kuò)展輸出功率,有效抑制電磁干擾。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，屬于相移式開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，IGBT的應(yīng)用日益廣泛，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要使IGBT具有好的開(kāi)關(guān)特性，同時(shí)也要保證IGBT安全可靠地工作。
[0003]目前常用集成驅(qū)動(dòng)電路的不足是:需要提供單獨(dú)浮地電源，使用不方便；采用光電隔離，工作頻率低(一般不超過(guò)40kHz);需要外接許多分離元件，價(jià)格昂貴等。
[0004]采用脈沖變壓器隔離可以提高隔離電壓耐量，同時(shí)成本方面又相對(duì)較低，可靠性高，傳輸延遲小，對(duì)共模信號(hào)的抑制能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)較高的開(kāi)關(guān)頻率，不存在老化的問(wèn)題，因此采用脈沖變壓器作為隔離元件來(lái)完成驅(qū)動(dòng)信號(hào)的隔離傳輸具有一定的優(yōu)勢(shì)。目前常見(jiàn)的脈沖變壓器隔離傳輸脈沖信號(hào)方式是將一對(duì)極性相反、相位相差180°且有死區(qū)時(shí)間的脈沖信號(hào)完整耦合到次級(jí)后驅(qū)動(dòng)IGBT，IGBT橋臂死區(qū)的產(chǎn)生通過(guò)在變壓器初級(jí)增加輔助電路將驅(qū)動(dòng)電壓鉗位形成，或在變壓器次級(jí)通過(guò)外加延時(shí)電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)延時(shí)來(lái)滿足死區(qū)要求，或者采用調(diào)制驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的方法，將其上升沿和下降沿轉(zhuǎn)換為兩個(gè)同相或反相的窄脈沖信號(hào)，脈沖變壓器只是將這兩個(gè)脈沖信號(hào)耦合到次級(jí)，再通過(guò)次級(jí)解調(diào)重構(gòu)的方法還原驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。上述方法存在電路復(fù)雜、可靠性差、難以靈活應(yīng)用于多個(gè)模塊化電源任意組合的場(chǎng)合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，信號(hào)脈沖通過(guò)信號(hào)隔離放大電路的高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片、脈沖變壓器、半橋電路隔離放大，既實(shí)現(xiàn)了控制電路和功率電路高電壓量級(jí)的電氣隔離，采用了脈沖變壓器這種無(wú)源驅(qū)動(dòng)方式，在驅(qū)動(dòng)電路中不需要再提供單獨(dú)的浮地電源，可靈活驅(qū)動(dòng)多個(gè)同步工作的開(kāi)關(guān)電源的主功率器件，滿足電源模塊化組合的需要。
[0006]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題:
一種電磁稱(chēng)合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，包括依次相連的移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)隔離放大電路及IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其中所述信號(hào)隔離放大電路由高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片、第一脈沖變壓器、兩個(gè)半橋電路組成，所述移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)通過(guò)高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行第一級(jí)放大后，由第一脈沖變壓器隔離變換成相位相反的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)；所述相位相反的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)分別經(jīng)兩個(gè)半橋電路再次放大后，由IGBT驅(qū)動(dòng)電路再次隔離，直至隔離到待驅(qū)動(dòng)電路中IGBT所在的電壓幅值范圍內(nèi)時(shí)輸出。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路由若干組并聯(lián)的IGBT驅(qū)動(dòng)電路組成，所述經(jīng)再次放大后的脈沖信號(hào)提供于每組IGBT驅(qū)動(dòng)電路各自進(jìn)行再次隔離。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路根據(jù)待驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)量產(chǎn)生若干組電氣隔離的同步脈沖信號(hào)。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述每個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路包括第二脈沖變壓器和用于阻擋第二脈沖變壓器初級(jí)過(guò)流對(duì)并聯(lián)的IGBT驅(qū)動(dòng)電路形成回路的限流電阻。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述每個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路還包括用于限制輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)幅值的穩(wěn)壓管。
[0011]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，能產(chǎn)生如下技術(shù)效果:
(I)本發(fā)明的電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，系統(tǒng)中所有同步工作電源的移相控制在移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路集中完成，脈沖信號(hào)通過(guò)信號(hào)隔離放大電路的高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片、脈沖變壓器、半橋電路隔離放大，脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)了上述兩級(jí)隔離和放大，能有效抑制共模干擾，顯著提高信號(hào)的隔離電壓耐量，既實(shí)現(xiàn)了控制電路和功率電路高電壓量級(jí)的電氣隔離，又實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的高速、有效傳輸，傳輸延遲小，對(duì)共模信號(hào)的抑制能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)較高的開(kāi)關(guān)頻率(幾十kHz)。電路中多處采取抗干擾處理，整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，穩(wěn)定可靠。
[0012](2)將脈沖變壓器應(yīng)用于本發(fā)明的電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，創(chuàng)新地應(yīng)用電磁率禹合方式將若干路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)獨(dú)立傳輸實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的高可靠傳輸與高電壓耐量隔離，并且應(yīng)用此電路可以輕松實(shí)現(xiàn)多臺(tái)大功率相移式全橋電源通過(guò)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)的方式同步工作，以方便擴(kuò)展輸出功率。由于采用了脈沖變壓器這種無(wú)源驅(qū)動(dòng)方式，在驅(qū)動(dòng)電路中不需要再提供單獨(dú)的浮地電源。將若干路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)獨(dú)立傳輸，可以不采用任何輔助電路來(lái)產(chǎn)生或重構(gòu)死區(qū)時(shí)間。
[0013](3)能有效提高系統(tǒng)的可靠性，特別是應(yīng)用于大功率電源場(chǎng)合，在復(fù)雜的電磁環(huán)境下能有效抑制電磁干擾，同時(shí)電路形式簡(jiǎn)單，相對(duì)目前傳統(tǒng)的電磁耦合式驅(qū)動(dòng)電路明顯簡(jiǎn)化了電路、降低了成本，應(yīng)用在多臺(tái)大功率相移式全橋電源同步工作的場(chǎng)合具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路中信號(hào)隔離放大電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路中IGBT驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，包括依次相連的移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)隔離放大電路及IGBT驅(qū)動(dòng)電路,其中移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生具有一定死區(qū)時(shí)間的脈沖信號(hào)，信號(hào)隔離放大電路用于將該脈沖信號(hào)隔離放大；所述信號(hào)隔離放大電路由高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片、第一脈沖變壓器、兩個(gè)半橋電路組成，所述移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)通過(guò)高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行第一級(jí)放大；所述經(jīng)第一級(jí)放大后的脈沖信號(hào)由第一脈沖變壓器隔離變換成相位相反的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)；所述相位相反的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)分別經(jīng)兩個(gè)半橋電路再次放大；所述經(jīng)再次放大后的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)由IGBT驅(qū)動(dòng)電路再次隔離，直至隔離到待驅(qū)動(dòng)電路的IGBT所在的電壓幅值范圍內(nèi)時(shí)輸出以驅(qū)動(dòng)待驅(qū)動(dòng)電路中的IGBT。脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)了上述兩級(jí)隔離和放大，能有效抑制共模干擾，顯著提高信號(hào)的隔離電壓耐量，同時(shí)該電路特性決定了脈沖信號(hào)的傳輸延遲小、工作可靠。
[0019]以下以移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生4路具有一定死區(qū)時(shí)間的脈沖信號(hào)a、b、C、d為實(shí)施例說(shuō)明。
[0020]如圖1所不,移相全橋脈沖信號(hào)由移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路的移相控制芯片UC3875產(chǎn)生4路具有一定死區(qū)時(shí)間的信號(hào)脈沖a、b、C、d,這4路信號(hào)在電氣上相互隔離，時(shí)間上同步，即為4路同步脈沖信號(hào)。這4路脈沖信號(hào)分別經(jīng)過(guò)圖2所示的信號(hào)隔離放大電路變換成幅值較高的4路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)A、B、C、D。
[0021]信號(hào)隔離放大電路電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第一電容Cl、第二電容C2、隔直電容C3、第四電容C4、第五電容C5、高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片N1、第一脈沖變壓器Tl、第一穩(wěn)壓管V1、第二穩(wěn)壓管V2、第三穩(wěn)壓管V3、第四穩(wěn)壓管V4、第一開(kāi)關(guān)管Q1、第二開(kāi)關(guān)管Q2,其中所述第一脈沖變壓器Tl包括輸入端和第一輸出端、第二輸出端,所述輸入端、第一輸出端和第二輸出端均包括第一端和第二端；如圖2所示，可將第一脈沖變壓器Tl的I引腳作為輸入端的一端，第一脈沖變壓器Tl的2引腳作為輸入端的另一端，第一脈沖變壓器Tl的3引腳作為第一輸出端的第一端，第一脈沖變壓器Tl的4引腳作為第一輸出端的第二端，第一脈沖變壓器Tl的5引腳作為第二輸出端的第一端，第一脈沖變壓器Tl的6引腳作為第二輸出端的第二端；而對(duì)于高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI，包括8個(gè)引腳，其中高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的I和8引腳作為電源端，高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的4和5引腳作為接地端，高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的2和3引腳作為輸入端，高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的6和7引腳作為輸出端。所述脈沖信號(hào)的正端通過(guò)第一電阻Rl與高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的2引腳連接，高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的2、3引腳短接；所述第二電阻R2和第一電容Cl并聯(lián)在高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的2引腳和參考地GND之間；所述脈沖信號(hào)的負(fù)端連接參考地GND ;所述高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的1、8引腳與正電源+15V連接，所述正電源+15V通過(guò)第二電容C2與參考地GND連接；所述高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的4、5引腳接參考地GND ;所述高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的6、7引腳短接，高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的6引腳通過(guò)隔直電容C3連接到第一脈沖變壓器Tl的I引腳；所述第一脈沖變壓器Tl的2引腳連接參考地GND，第一脈沖變壓器Tl的3引腳連接第一開(kāi)關(guān)管Ql的E極，第一脈沖變壓器Tl的4引腳通過(guò)第三電阻R3連接第一開(kāi)關(guān)管Ql的G極，所述第一穩(wěn)壓管Vl與第三電阻R3并聯(lián)；所述第三穩(wěn)壓管V3和第五電阻R5并聯(lián)在第一開(kāi)關(guān)管Ql的E極和G極；所述第一開(kāi)關(guān)管Ql的C極連接至正電源；所述第一脈沖變壓器Tl的5引腳通過(guò)第四電阻R4連接第二開(kāi)關(guān)管Q2的G極，第一脈沖變壓器Tl的6引腳連接第二開(kāi)關(guān)管Q2的E極，所述第二穩(wěn)壓管V2與第四電阻R4并聯(lián)；所述第四穩(wěn)壓管V4、第六電阻R6并聯(lián)在第二穩(wěn)壓管V2的E極和G極；所述第四電容C4的正端連接正電源，第四電容C4的負(fù)端連接第五電容C5的正端，所述第七電阻R7與第四電容C4并聯(lián)；所述第五電容C5的負(fù)端連接負(fù)電源,第八電阻R8與第五電容C5并聯(lián)；且第一開(kāi)關(guān)管Ql的E極與第二開(kāi)關(guān)管Q2的C極相連，第四電容C4的負(fù)端為輸出脈沖信號(hào)的正端，第二開(kāi)關(guān)管Q2的C極為輸出脈沖信號(hào)的負(fù)端。以移相控制芯片產(chǎn)生的脈沖信號(hào)a為例，由脈沖信號(hào)a經(jīng)Rl送至高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI的輸入端，高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI輸出的放大后的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)隔直電容C3后到達(dá)第一脈沖變壓器Tl的初級(jí)，在第一脈沖變壓器Tl次級(jí)產(chǎn)生兩組極性相反的脈沖信號(hào)，這兩組脈沖信號(hào)分別去驅(qū)動(dòng)第一開(kāi)關(guān)管Ql和第二開(kāi)關(guān)管Q2兩只MOSFET，第一開(kāi)關(guān)管Q1、第二開(kāi)關(guān)管Q2、第四電容C4、第五電容C5組成半橋電路，借助外接電源將脈沖信號(hào)增強(qiáng)為幅值2HV的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)A。
[0022]IGBT驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括限流電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第二脈沖變壓器T2、第五穩(wěn)壓管V5，其中所述第二脈沖變壓器T2包括輸入端和輸出端，輸入端和輸出端均包括兩端，如圖所示，將第二脈沖變壓器T2的I引腳作為輸入端的一端，第二脈沖變壓器T2的2引腳作為輸入端的另一端，第二脈沖變壓器T2的3引腳作為輸出端的一端，第二脈沖變壓器T2的4引腳作為輸出端的另一端。所述經(jīng)信號(hào)隔離放大電路輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的正端通過(guò)限流電阻R9連接第二脈沖變壓器T2的I引腳，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的負(fù)端連接第二脈沖變壓器T2的2引腳，第二脈沖變壓器T2的3引腳通過(guò)第十電阻RlO連接待驅(qū)動(dòng)的IGBT管V6的G極，第二脈沖變壓器T2的4引腳連接待驅(qū)動(dòng)的IGBT管V6的E極；所述第五穩(wěn)壓管V5和第i^一電阻Rll并聯(lián)在待驅(qū)動(dòng)電路中IGBT的V6的G極和E極；經(jīng)過(guò)前級(jí)電路放大的較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)A經(jīng)過(guò)限流電阻R9送至第二脈沖變壓器T2的初級(jí)，通過(guò)第二脈沖變壓器T2降壓后驅(qū)動(dòng)一只IGBT管。在生成4路獨(dú)立的同步脈沖信號(hào)時(shí)，放大后的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)A、B、C、D都分別經(jīng)過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路即可驅(qū)動(dòng)全橋電路的4只IGBT管。當(dāng)需要進(jìn)行功率擴(kuò)展時(shí)，IGBT驅(qū)動(dòng)電路的并聯(lián)方式如圖1所示，信號(hào)隔離放大電路輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)A可作為多個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路的輸入信號(hào)A并聯(lián)使用，信號(hào)隔離放大電路輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)B可作為多個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路的輸入信號(hào)B并聯(lián)使用，信號(hào)隔離放大電路輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)C可作為多個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路的輸入信號(hào)C并聯(lián)使用,信號(hào)隔離放大電路輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)D可作為多個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路的輸入信號(hào)D并聯(lián)使用。4路移相脈沖信號(hào)相互獨(dú)立傳輸并經(jīng)過(guò)二次隔離和放大，可以根據(jù)應(yīng)用需求，該電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路可并聯(lián)驅(qū)動(dòng)多組全橋電路IGBT管，以達(dá)到擴(kuò)展輸出功率的目的。進(jìn)一步地，在第二脈沖變壓器T2初級(jí)串聯(lián)了限流電阻R9，以防止某一路IGBT的G極短路造成變壓器初級(jí)過(guò)流對(duì)并聯(lián)的其它驅(qū)動(dòng)回路的影響。以及待驅(qū)動(dòng)的IGBT的G極和E極并聯(lián)了正反向穩(wěn)壓管，將驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)限幅在合理范圍以?xún)?nèi)，保證開(kāi)關(guān)管安全。
[0023]本實(shí)施例的工作原理如下，由移相控制芯片UC3875產(chǎn)生的每一路脈沖信號(hào)(例如脈沖信號(hào)a)，通過(guò)高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片NI進(jìn)行第一級(jí)放大。經(jīng)過(guò)第一級(jí)放大以后的每一路脈沖信號(hào)由第一脈沖變壓器Tl隔離變換成相位相反的兩路低功率驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，該相位相反的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)半橋電路的兩個(gè)低功率開(kāi)關(guān)管。半橋電路將脈沖信號(hào)再次放大為幅值較高的功率脈沖信號(hào)(驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)A)。選擇適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電阻、設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)拿}沖變壓器參數(shù)是維持脈沖波形及死區(qū)時(shí)間的關(guān)鍵。這樣，移相控制芯片UC3875產(chǎn)生的4路脈沖信號(hào)都經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離放大電路，形成A、B、C、D 4路放大的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，不需要額外的輔助電路可以保證脈沖前后沿及死區(qū)時(shí)間。信號(hào)脈沖經(jīng)過(guò)了上述兩級(jí)隔離和放大，能有效抑制共模干擾，顯著提高信號(hào)的隔離電壓耐量，同時(shí)該電路特性決定了脈沖信號(hào)的傳輸延遲小、工作可靠。
[0024]放大后的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)A經(jīng)過(guò)第二脈沖變壓器T2隔離到合適的電壓幅值用以驅(qū)動(dòng)大功率IGBT。第二脈沖變壓器T2初級(jí)串聯(lián)了限流電阻R9，以防止某一路IGBT柵極短路造成第二脈沖變壓器T2初級(jí)過(guò)流對(duì)并聯(lián)的其它驅(qū)動(dòng)回路的影響。第二脈沖變壓器T2柵極并聯(lián)了正反向穩(wěn)壓管，將驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)限幅在±15V以?xún)?nèi)，保證開(kāi)關(guān)管安全。
[0025]如圖1所示，由移相控制芯片UC3875產(chǎn)生的4路具有一定死區(qū)時(shí)間的脈沖信號(hào)a、b、c、d，分別經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離放大電路后放大成一組幅值為土HV的強(qiáng)脈沖信號(hào)A、B、C、D，此強(qiáng)脈沖信號(hào)可以為多個(gè)并聯(lián)的IGBT驅(qū)動(dòng)電路提供驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路變換后的每一組驅(qū)動(dòng)脈沖可以驅(qū)動(dòng)一組全橋電路相應(yīng)的4只IGBT。這樣，多臺(tái)大功率逆變器可以在完全相同的驅(qū)動(dòng)脈沖下同步工作，根據(jù)功率需求可以選擇同步工作的逆變器的臺(tái)數(shù)，移相脈沖控制在移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路部分集中完成，增加或減少同步工作的逆變器只需要將信號(hào)隔離放大電路輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)A、B、C、D連接至某臺(tái)逆變器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路或者從IGBT驅(qū)動(dòng)電路斷開(kāi)即可。
[0026]在本發(fā)明電路實(shí)例中，4路移相脈沖信號(hào)相互獨(dú)立傳輸并經(jīng)過(guò)多級(jí)隔離和放大，器件選用均考慮了轉(zhuǎn)換速率、信號(hào)延遲及抗干擾能力，電路中多處采取抗干擾處理，整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，穩(wěn)定可靠。
[0027]本發(fā)明將脈沖變壓器應(yīng)用于大功率驅(qū)動(dòng)電路，創(chuàng)新地應(yīng)用電磁耦合方式將4路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)獨(dú)立傳輸實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)信號(hào)的高可靠傳輸與高電壓耐量隔離，并且應(yīng)用此電路可以輕松實(shí)現(xiàn)多臺(tái)大功率相移式全橋電源通過(guò)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)的方式同步工作，以方便擴(kuò)展輸出功率。由于采用了脈沖變壓器這種無(wú)源驅(qū)動(dòng)方式，在驅(qū)動(dòng)電路中不需要再提供單獨(dú)的浮地電源。將4路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)獨(dú)立傳輸，可以不采用任何輔助電路來(lái)產(chǎn)生或重構(gòu)死區(qū)時(shí)間。系統(tǒng)中所有同步工作電源的移相控制在移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路集中完成，脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)兩次隔離放大，實(shí)現(xiàn)了控制電路和功率電路高電壓量級(jí)的電氣隔離，又實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的高速、有效傳輸，傳輸延遲小，對(duì)共模信號(hào)的抑制能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)較高的開(kāi)關(guān)頻率(幾十kHz)。
[0028]由此，本電路能有效提高系統(tǒng)的可靠性，特別是應(yīng)用于大功率電源場(chǎng)合，在復(fù)雜的電磁環(huán)境下能有效抑制電磁干擾，同時(shí)電路形式簡(jiǎn)單，相對(duì)目前傳統(tǒng)的電磁耦合式驅(qū)動(dòng)電路明顯簡(jiǎn)化了電路、降低了成本，應(yīng)用在多臺(tái)大功率相移式全橋電源同步工作的場(chǎng)合具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
[0029]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁稱(chēng)合式大功率驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于:包括依次相連的移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路、信號(hào)隔離放大電路及IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其中所述信號(hào)隔離放大電路由高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片、第一脈沖變壓器、兩個(gè)半橋電路組成，所述移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)通過(guò)高速門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行第一級(jí)放大后，由第一脈沖變壓器隔離變換成相位相反的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)；所述相位相反的兩路驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)分別經(jīng)兩個(gè)半橋電路再次放大后，由IGBT驅(qū)動(dòng)電路再次隔離，直至隔離到待驅(qū)動(dòng)電路中IGBT所在的電壓幅值范圍內(nèi)時(shí)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路由若干組并聯(lián)的IGBT驅(qū)動(dòng)電路組成，所述經(jīng)再次放大后的脈沖信號(hào)提供于每組IGBT驅(qū)動(dòng)電路各自進(jìn)行再次隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述移相全橋脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路根據(jù)待驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)量產(chǎn)生若干組電氣隔離的同步脈沖信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路包括第二脈沖變壓器和用于阻擋第二脈沖變壓器初級(jí)過(guò)流對(duì)并聯(lián)的IGBT驅(qū)動(dòng)電路形成回路的限流電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電磁耦合式大功率驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路還包括用于限制輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)幅值的穩(wěn)壓管。
【文檔編號(hào)】H03K19/14GK104135274SQ201410292713
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】雷燕, 戴廣明, 李煒, 王瑋 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所