CN204696909U - 一种igbt模组驱动电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种IGBT模组驱动电源，包括功率变换电路，变压器，双路驱动电源，辅助低压电源和反馈控制单元，功率变换电路和变压器的原边并联相连，再通过MOS管M1接地，反馈控制单元产生的脉冲宽度调制脉冲控制MOS管M1的控制端，双路驱动电源，辅助低压电源与变压器的副边相连接，辅助低压电源输出经反馈控制单元产生的脉冲宽度调制脉冲控制MOS管M1的控制端。降低变压器的工艺难度减少变压器的体积和引脚数，增加了爬电距离及电气间隙，简化PCB布局；简化IGBT驱动电源的变压器结构，降低了变压器的漏感使得2路驱动电压精度的一致性较好。有效提高IGBT的工作可靠性，防止损坏IGBT模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变频器领域，特别涉及一种IGBT模组驱动电源。
背景技术
IGBT—绝缘栅型晶体管借助其工作电压高，工作电流大，开关频率高，驱动电路简单目前已经成为中大型功率变频器领域应用最为广泛的电力电子开关元件。IGBT模组因其内部封装多个IGBT单体，体积小，功率密度高，易于装配越来越受到变频器功率元件的首选。作为车载三相全桥变频器中IGBT模组，一般都封装具有2个或6个IGBT单体。
目前大多数的驱动集成电路都是采用隔离驱动的方式，在隔离中磁性元件因其成本低，反应快得到大量使用。IGBT模组的驱动电源使用多路反激拓扑，反激变换器输入范围宽、电路简单因此在IGBT模组驱动电源中使用广泛。
图1为现有的一对6的IGBT驱动电源，一个变压器驱动提供6个IGBT驱动电源。由于每个IGBT可靠的开关需要2路驱动电源其中一路正电源用于IGBT开通，一路负电源用于可靠关断IGBT。6个IGBT最少需要4组正负电源，其中一组电源使用1路绕组2个变压器PIN脚，再加上用于反馈的和激励的绕组一个变压器至少需要20个PIN脚。这样使得开关电源变压器的绕组数量增加，工艺复杂，体积较大，引脚数目较多从而导致电气间隙和爬电距离减少可靠性降低。由于在实际的电路板的布局和走线过程中该电源固定在一处造成离电源的较远的IGBT驱动电源线走线较长易受到干扰同时在安规方面存在高低压信号交错走线问题。另外现在有许多大功率的IGBT模组只封装2个IGBT单体所以只需要2路驱动电源就造成该驱动电源的浪费。
反激变压器漏感对输出电压影响很大，由于变压器的结构复杂，在生产过程中很难保证变压器的漏感的一致性，使得4组驱动电源输出电压的一致性大大降低，影响整个变频器的工作的可靠性。
发明内容
本实用新型是针对现有IGBT驱动电源存在的问题，提出了一种IGBT模组驱动电源，采用一个变压器有2组输出，而且每组输出具有中心抽头的绕组同时输出2路正负电源，驱动上下桥IGBT，使得变压器的结构简单、可靠性强，提高驱动电源的电压精度同时，又可以用在IGBT模组中只封装2个IGBT单体的变频器中使用灵活。
本实用新型的技术方案为：一种IGBT模组驱动电源，包括功率变换电路，变压器，双路驱动电源，辅助低压电源和反馈控制单元，功率变换电路和变压器的原边并联相连，再通过MOS管M1接地，反馈控制单元产生的脉冲宽度调制脉冲控制MOS管M1的控制端，双路驱动电源，辅助低压电源与变压器的副边相连接，辅助低压电源输出经反馈控制单元产生的脉冲宽度调制脉冲控制MOS管M1的控制端。
所述双路正负驱动电源电路，每路包括两个二极管，两个滤波电容和两个负载电阻，第一滤波电容和第一负载电阻并联，第一滤波电容的正极接第一二极管阴极，第一二极管阳极与变压器的副边第一异名端脚相连，第一滤波电容的负极接变压器副边第一线圈的中心抽头；第二滤波电容和第二负载电阻并联，第二滤波电容的负极接第二二极管阳极，第二二极管阴极与变压器的副边第二异名端脚相连，第二滤波电容的正极接变压器副边第一线圈的中心抽头。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型IGBT模组驱动电源，降低变压器的工艺难度减少变压器的体积和引脚数，增加了爬电距离及电气间隙，简化PCB布局；简化IGBT驱动电源的变压器结构，降低了变压器的漏感使得2路驱动电压精度的一致性较好。有效提高IGBT的工作可靠性，防止损坏IGBT模块。
附图说明
图1为现有技术中的IGBT驱动电源的电路原理图；
图2为实用新型IGBT模组驱动电源原理框图；
图3为实用新型IGBT模组驱动电源的电路原理图。
具体实施方式
如图2所示IGBT模组驱动电源原理框图，包括功率变换电路，变压器，双路驱动电源，辅助低压电源和反馈控制单元；所述的功率变换电路和变压器的原边相连，双路驱动电源，辅助低压电源与变压器的副边相连接，辅助低压电源输出经反馈控制单元反馈回功率变换电路。
如图3所示本实用新型IGBT模组驱动电源的电路原理如下：
功率变换电路和变压器的原边并联相连，再通过MOS管M1接地，反馈控制单元产生的脉冲宽度调制脉冲控制MOS管M1的控制端，控制器开断，从而控制功率变换电路输入直流电压。当M1开通时在变压器原边储存能量，当M1关断时将储存的能量传送到变压器的副边，经整流滤波后得到所需的电压；反馈控制芯片采集辅助低压电源的电压反馈回PWM控制集成电路芯片UCC28C41,调节M1的占空比达到稳定双路驱动电压的目的。双路正负驱动电源电路：包括二极管D1，D2滤波电容C1,C3负载电阻R1,R2。
二极管D1阳极与变压器的副边异名端1脚相连，阴极与滤波电容C1的正极以及负载电阻R1相连。
二极管D2阳极与变压器的副边异名端3脚相连，阴极与滤波电容C3的负极以及负载电阻R2相连。
变压器的中心抽头引脚2与滤波电容C1的负极、滤波电容C3的正极、电阻R1、电阻R2相连。
当原边MOS M1关断时，变压器储存的能量输送到副边变压器的绕组。一路通过：变压器N2a绕组1脚→D1→R1→N2a绕组2脚形成正的驱动电源，电解电容C1降低电源纹波。
另一路通过:变压器N2b绕组2脚→R2→D2形成负的驱动电源，电解电容C3降低电源纹波。
反馈电压反馈到控制芯片IC1，控制芯片计算后控制M1的占空比从而保证正负驱动电源的电压幅值。绕组N3a、N3b工作原理与N2a、N2b相同。
Claims (2)
1.一种IGBT模组驱动电源，其特征在于，包括功率变换电路、变压器、双路驱动电源、辅助低压电源和反馈控制单元，功率变换电路和变压器的原边并联相连，再通过MOS管M1接地，反馈控制单元产生的脉冲宽度调制脉冲控制MOS管M1的控制端，双路驱动电源、辅助低压电源与变压器的副边相连接，辅助低压电源输出经反馈控制单元产生的脉冲宽度调制脉冲控制MOS管M1的控制端。
2.根据权利要求1所述IGBT模组驱动电源，其特征在于，所述双路正负驱动电源电路，每路包括两个二极管，两个滤波电容和两个负载电阻，第一滤波电容和第一负载电阻并联，第一滤波电容的正极接第一二极管阴极，第一二极管阳极与变压器的副边第一异名端脚相连，第一滤波电容的负极接变压器副边第一线圈的中心抽头；第二滤波电容和第二负载电阻并联，第二滤波电容的负极接第二二极管阳极，第二二极管阴极与变压器的副边第二异名端脚相连，第二滤波电容的正极接变压器副边第一线圈的中心抽头。
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