CN103855933A - 一种大功率高频电源驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率高频电源驱动装置,该装置包括DSP控制器、PWM脉冲调理电路、驱动电路、IGBT模块,由DSP控制器发出PWM波,经过调理电路后,再与驱动电路连接,最后与IGBT模块连接;驱动电路检测到的故障信号反馈至DSP控制器,DSP控制器接收到故障信号后停止发送PWM脉冲,故障信号消失后发送PWM脉冲。驱动电路由SCALE系列驱动器及其***电路组成。本发明采用DSP控制技术、光耦隔离技术,并利用SCALE系列驱动器的特性,有效提高了大功率高频电源驱动的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种大功率高频电源驱动装置。
背景技术
随着工业的快速发展,传统的工频供电方式已不能满足目前的供电要求。传统的工频供电术动态响应慢、高压侧输出电压纹波大、效率低、能耗大、功率因素小、电网侧谐波污染严重、电网用电不平衡,这种供电方式的诸多缺点决定了其逐渐会被新型的供电方式所取代。随着电力电力技术的发展,高频供电方式浮出水面,它能很好地改善上述缺点,提高电源效率,增大功率因素,实现节能,但高频供电方式相对于工频供电方式的***复杂性也随之增加。高压高频大功率驱动装置是高频供电方式的主要部分,主要作用是提高供电频率、衔接前后级电路,其稳定性直接影响到电路的运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种大功率高频电源驱动装置,本发明采用DSP控制技术、光耦隔离技术,并利用SCALE系列驱动器的特性,有效提高了大功率高频电源驱动的稳定性。
本发明通过以下技术方案来实现:
一种大功率高频电源驱动装置,其特征在于:该装置包括DSP控制器、PWM脉冲调理电路、驱动电路和IGBT模块,用来发出PWM波的DSP控制器依次通过PWM脉冲调理电路、驱动电路与IGBT模块连接;驱动电路检测到的故障信号直接反馈至DSP控制器,DSP控制器接收到故障信号后停止发送PWM脉冲,并在故障信号消失后发送PWM脉冲。
本发明中,DSP控制器输出幅值为3.3V的一对互补PWM脉冲,然后通过PWM脉冲调理电路得到两对幅值为15V的互补脉冲,并通过驱动电路得到两对幅值为±15V的互补脉冲,安全可靠的驱动IGBT和MOSFET;驱动电路检测到的故障信号直接反馈至DSP控制器,DSP控制器接收到故障信号后停止发送PWM脉冲,故障信号消失后发送PWM脉冲。
PWM脉冲调理电路先将幅值为3.3V的一对互补PWM脉冲调理成幅值为5V的互补脉冲,再经过光耦隔离和放大后得到幅值为15V的互补方波。
驱动电路包括驱动模块、驱动模块电源检测电路、故障信号隔离电路、PWM脉冲互锁电路、驱动模块输出电路;所述驱动模块采用SCALE系列驱动器,其具有IGBT故障检测功能,当驱动模块检测到IGBT故障时,驱动模块输出故障信号,故障信号经过故障信号隔离电路即光耦隔离电路后反馈给DSP控制器;所述驱动模块电源检测电路对驱动模块电源进行欠压、过压检测,当电源电压较低或高时,驱动模块停止工作并输出故障信号,故障信号经过光耦隔离后反馈给DSP控制器;所述PWM脉冲互锁电路确保驱动模块的每对输入信号互补;所述驱动模块输出电路对输出信号进行稳压和瞬态抑制,确保驱动电路的输出脉冲幅值为±15V。
IGBT模块选用单相桥式逆变结构。
本发明采用DSP控制技术、光耦隔离技术,并利用SCALE系列驱动器的特性,有效提高了大功率高频电源驱动的稳定性。
附图说明
图1 是本发明的***原理图;
图2是PWM脉冲调理电路原理图;
图3是驱动电路结构图。
具体实施方式
一种大功率高频电源驱动装置,见图1,该装置包括DSP控制器1、PWM脉冲调理电路2、驱动电路3、IGBT模块4。DSP控制器1输出幅值为3.3V的一对互补PWM脉冲,然后通过PWM脉冲调理电路2得到两对幅值为15V的互补脉冲;并通过驱动电路3得到两对幅值为±15V的互补脉冲,安全可靠地驱动IGBT模块4;驱动电路3检测到的故障信号直接反馈至DSP控制器1,DSP控制器1接收到故障信号后停止发送PWM脉冲,故障信号消失后发送PWM脉冲。
PWM脉冲调理电路,见图2,该电路首先通过电平转换芯片将DSP控制器发出的幅值为3.3V的一对互补PWM脉冲转换成幅值为5V的一对互补PWM脉冲,然后将每个PWM脉冲分两路后得到四路幅值为5V的PWM脉冲,然后将四路PWM脉冲分别通过光耦隔离芯片后得到四路隔离的幅值为5V的PWM脉冲,最后将四路隔离的PWM脉冲经三极管放大并经15V瞬态抑制二极管后得到四路幅值为15V的PWM脉冲。其中P1和P2脉冲一致,P3和P4脉冲一致,P1和P3脉冲互补。
图3是驱动电路结构图。驱动电路3包括驱动模块31、驱动模块电源检测电路32、故障信号隔离电路33,PWM脉冲互锁电路34、驱动模块输出电路35;该电路将PWM脉冲调理电路输出的四路PWM脉冲P1、P4、P2、P3转换成能直接驱动IGBT的脉冲信号Po1、Po4、Po2、Po3,分别驱动IGBT模块的G1、G4、G2、G3(见图1);驱动模块采用SCALE系列驱动器,其具有IGBT故障检测功能,当驱动模块检测到IGBT故障时,驱动模块输出故障信号,故障信号经过故障信号隔离电路即光耦隔离电路后反馈给DSP控制器;驱动模块电源检测电路对驱动模块电源进行欠压、过压检测,当电源电压较低或高时,驱动模块停止工作并输出故障信号,故障信号经过光耦隔离后反馈给DSP控制器;PWM脉冲互锁电路确保驱动模块的每对输入信号互补;驱动模块输出电路对输出信号进行稳压和瞬态抑制,确保驱动电路的输出脉冲幅值为±15V。
本发明有效提高了大功率高频电源驱动的稳定性。
Claims (5)
1.一种大功率高频电源驱动装置,其特征在于:该装置包括DSP控制器(1)、PWM脉冲调理电路(2)、驱动电路(3)和IGBT模块(4),用来发出PWM波的DSP控制器(1)依次通过PWM脉冲调理电路(2)、驱动电路(3)与IGBT模块(4)连接;驱动电路(3)检测到的故障信号直接反馈至DSP控制器(1),DSP控制器(1)接收到故障信号后停止发送PWM脉冲,并在故障信号消失后发送PWM脉冲。
2.根据权利要求1所述的大功率高频电源驱动装置,其特征在于:DSP控制器(1)输出幅值为3.3V的一对互补PWM脉冲,然后通过PWM脉冲调理电路(2)得到两对幅值为15V的互补脉冲;并通过驱动电路(3)得到两对幅值为±15V的互补脉冲,安全可靠地驱动IGBT模块(4)。
3.根据权利要求1所述的大功率高频电源驱动装置,其特征在于:PWM脉冲调理电路(2)先将幅值为3.3V的一对互补PWM脉冲调理成幅值为5V的互补脉冲,再经过光耦隔离和放大后得到幅值为15V的互补方波。
4.根据权利要求1所述的大功率高频电源驱动装置,其特征在于:所述驱动电路(3)包括驱动模块(31)、驱动模块电源检测电路(32)、故障信号隔离电路(33),PWM脉冲互锁电路(34)、驱动模块输出电路(35);所述驱动模块(31)采用具有IGBT故障检测功能的SCALE系列驱动器,当驱动模块(31)检测到IGBT故障时,驱动模块(31)输出故障信号,故障信号经过故障信号隔离电路(33)后反馈给DSP控制器(1);所述驱动模块电源检测电路(32)对驱动模块电源进行欠压、过压检测,当电源电压较低或高时,驱动模块(31)停止工作并输出故障信号,故障信号经过故障信号隔离电路(33)后反馈给DSP控制器;所述PWM脉冲互锁电路(34)确保驱动模块的每对输入信号互补;所述驱动模块输出电路(35)对输出信号进行稳压和瞬态抑制,确保驱动电路输出幅值为±15V。
5.根据权利要求1所述的大功率高频电源驱动装置,其特征在于:IGBT模块(4)选用单相桥式逆变结构。
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