CN2579075Y - Igct驱动电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种IGCT驱动电源，它包括MOSFET功率开关器件、变压器、PWM控制电路、磁饱和放大电路、低压降线性放大器、门极信号及电源故障综合电路、光纤发送器等，其稳压不是从输出端反馈到电源的输入端，而是由接在变压器输出端的磁饱和放大电路、低压降线性放大器进行稳压，这样就避免了因变压器输入、输出端之间的高耐压而使整个电源的成本大大提高，同时也提高电源的可靠性。另外，本实用新型出现故障时能发出故障信号，使保护电路能迅速关断串联的IGCT，避免同时损坏两只IGCT。

Description

IGCT驱动电源
技术领域
本实用新型涉及一种直流变换电源，特别是指一种IGCT驱动电源。
背景技术
IGCT是从GTO器件发展而成的新一代大功率半导体器件，由于其工作电压高、电流大，并且稳定性较好，在大功率电力电子设备等领域已开始得到应用。由于IGCT一般应用在高压变流器中，因此对其驱动电源原副边之间的耐压要求很高，一般要求达到15kV以上，这使得输出电压的反馈变得困难。此外，当IGCT串联运行时，还要求驱动电源故障时能发出故障信号，已便使保护电路能迅速关断串联的IGCT，避免同时损坏两只IGCT。目前IGCT的驱动电源都是从国外进口，其结构复杂、价格高、维护困难。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、电源原副边耐压高、稳定可靠的IGCT驱动电源，以克服现有IGCT驱动电源结构复杂、价格高、维护困难的缺点。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：本实用新型包括：
开关器件，与变压器的第一输入绕组相联，用于控制电源输入回路的接通与断开；
变压器，包括有第一输入绕组、第一输出绕组，所述第一输入绕组分别与输入电源正端、开关器件相联，用于实现电源输入端与输出端的隔离；
稳压电路，用于将输入电压进行稳压供给PWM控制电路；
PWM控制电路，与开关器件的控制端相联，用于控制开关器件的通断；
第一磁饱和放大电路，用于控制变压器第一输出绕组的整流输出，得到一个较为稳定的直流电压；
第一低压降线性放大器，用于对磁饱和放大电路的输出电压进行第二次稳压，以提供第一路直流电源输出。
上述的IGCT驱动电源，还包括第二输出绕组，用于提供第二路输出电源；
第二磁饱和放大电路，用于控制变压器第二输出绕组的整流输出，得到一个较为稳定的直流电压；以及
第二低压降线性放大器，用于对磁饱和放大电路的输出电压进行第二次稳压，以提供第二路电源输出。
上述的IGCT驱动电源，还包括直流电源输入缓启动电路，所述直流电源输入缓启动电路包括一个限流电阻，一个功率MOSFET管，一个MOSFET门极电阻，一个MOSFET门极电容和一个MOSFET门极稳压管组成，MOSFET门极电阻一端接输入直流电源正极，一端接MOSFET门极，MOSFET门极电容和门极稳压管并联连接，稳压管的阴极接MOSFET门极，稳压管的阳极接输入直流电源负极，MOSFET漏源极与限流电阻并联连接，MOSFET漏极接输入滤波电容器负极，MOSFET源极接输入直流电源负极。
上述的IGCT驱动电源，还包括辅助去磁电路，由变压器的去磁绕组和一个快恢复二极管串联组成，二极管的阴极接到输入直流电源正极，阳极与变压器去磁绕组相接，去磁绕组的另一端与滤波电容负极相接。
上述的IGCT驱动电源，其每路直流输出端还接有门极信号及电源故障综合电路，以及接在其输出端的光纤发送器，门极信号及电源故障综合电路将IGCT门极脉冲及电源输出过压和欠压报警信号综合后通过光纤发送器送出，当IGCT门极脉冲为关断状态时，光纤发送光信号，当IGCT门极脉冲为开通状态或电源输出过压或电源输出欠压时，光纤不发送光信号。
本实用新型中的稳压不是从输出端反馈到电源的输入端，这样就避免了因变压器输入、输出端之间的高耐压而使整个电源的成本大大提高，同时也提高电源的可靠性。另外，本实用新型出现故障时能发出故障信号，使保护电路能迅速关断串联的IGCT，避免同时损坏两只IGCT。其次，将IGCT门极信号也返回到保护电路，可用于快速诊断运行中IGCT的好坏。
下面结合附图对本实用新型的结构和工作原理作进一步的说明。
附图说明
附图1为本实用新型的电路图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型将一路输入直流电源转换成隔离的两路直流电源，同时供给两个IGCT使用。
DC+/DC-为直流电源输入，R1、C1、Z1、M1、RS组成输入缓启动电路。刚加电时M1不导通，RS限制电容E1的充电电流。当C1通过R1充电到Z1稳压值后，M1导通，RS被旁路。
DC/DC变换器采用单端正激变换电路，功率开关管M2的门极驱动由PWM控制电路产生的PWM脉冲驱动，而PWM控制电路的控制电源由输入直流电源经过稳压电路形成的+12V/COM供给。隔离变压器T的去磁辅助绕组L3与二极管D1形成去磁电路，防止M2关断时变压器T的原边绕组产生过电压。稳压管Z2限制M2门极电压峰值。
由于变压器的输入、输出绕组之间要求耐压不小于15KV、50Hz交流1分钟，因此输出电压的稳压不是靠反馈到输入绕组PWM控制进行，而是在输出绕组进行。输出绕组两路隔离的+20V/3A直流电源，两路间隔离电压大于5KV、50Hz交流1分钟。每路输出绕组电源输出部分由一个磁饱和放大器和一个低压降线性放大器组成。下面以第1路输出为例加以说明。
第1路磁放大电路由饱和电感L1、整流二极管D2/D4、滤波电感L3、滤波电容E2及磁饱和控制电路R8、R10、Z3、R12、P3、R14、D6组成。当E2上直流电压达到设定的电压值时，Z3和P3导通，直流电压经过R14加到L1上，控制L1的反方向磁场强度，从而控制L1的电感量，达到稳定E2上电压的目的。第二级稳压电路为低压差稳压电路，由R16、P1、控制芯片UC3833及其辅助电路组成，它将E2上的电压再次进行稳压后输出，同时完成输出过电流保护，输出电流由R16测量。R20和R22反馈输出电压，E4对输出电压进行滤波。过电压保护电路完成输出过电压保护。
每路输出电源电路还包括一个门极信号及电源故障综合电路，它将IGCT门极脉冲及电源输出过压和欠压报警信号综合后通过光纤发送出：当IGCT门极脉冲为关断状态时，光纤发送光信号；当IGCT门极脉冲为开通状态或电源输出过压或电源输出欠压时，光纤不发送光信号。这一返回的信号可由用户使用于进行IGCT保护。
图中，UG1来自第1个IGCT的门极，UK1来自第1个IGCT的阴极；UG2来自第2个IGCT的门极，UK2来自第2个IGCT的阴极。

Claims (9)

1、一种IGCT驱动电源，其特征在于，包括：
开关器件，与变压器的第一输入绕组相联，用于控制输入回路的接通与断开；
变压器，包括有第一输入绕组、第一输出绕组，所述第一输入绕组分别与输入电源正端、开关器件相联，用于实现电源输入端与输出端的隔离；
稳压电路，用于将输入电压进行稳压供给PWM控制电路；
PWM控制电路，与开关器件的控制端相联，用于控制开关器件的通断；
第一磁饱和放大电路，用于控制变压器第一输出绕组的整流输出，得到一个较为稳定的直流电压；
第一低压降线性放大器，用于对磁饱和放大电路的输出电压进行第二次稳压，以提供第一路直流输出电源。
2、根据权利要求1所述的IGCT驱动电源，其特征在于：所述变压器还包括第二输出绕组，用于提供第二路输出电源；
第二磁饱和放大电路，用于控制变压器第二输出绕组的整流输出，得到一个较为稳定的直流电压；以及
第二低压降线性放大器，用于对磁饱和放大电路的输出电压进行第二次稳压，以提供第二路直流输出电源。
3、根据权利要求1或2所述的IGCT驱动电源，其特征在于：还包括直流电源输入缓启动电路，所述直流电源输入缓启动电路包括一个限流电阻，一个功率MOSFET管，一个MOSFET门极电阻，一个MOSFET门极电容和一个MOSFET门极稳压管组成，MOSFET门极电阻一端接输入直流电源正极，一端接MOSFET门极，MOSFET门极电容和门极稳压管并联连接，稳压管的阴极接MOSFET门极，稳压管的阳极接输入直流电源负极，MOSFET漏源极与限流电阻并联连接，MOSFET漏极接输入滤波电容器负极，MOSFET源极接输入直流电源负极。
4、根据权利要求1或2或3所述的IGCT驱动电源，其特征在于：所述变压器还包括去磁绕组，去磁绕组和一个快恢复二极管串联组成辅助去磁电路，二极管的阴极接到输入直流电源正极，阳极与变压器去磁绕组相接，去磁绕组的另一端与滤波电容负极相接。
5、根据权利要求1或2所述的IGCT驱动电源，其特征在于：所述的第一或第二磁饱和放大器均由一个饱和电感，两个半波整流二极管，一个滤波电感，一个滤波电容及一个磁饱和放大器控制电路组成。
6、根据权利要求5所述的IGCT驱动电源，其特征在于：所述的磁饱和放大器控制电路由两个直流电压取样电阻，一个可调三端稳压器，一个功率PNP三极管，一个二极管及一个电阻组成。
7、根据权利要求1所述的IGCT驱动电源，其特征在于：所述的开关器件为MOSFET功率开关管。
8、根据权利要求1或2所述的IGCT驱动电源，其特征在于：所述的第一低压降线性放大器和第二低压降线性放大器均由一个PNP功率三极管，一个输出电流测量电阻，一个低压降线性放大控制芯片及其辅助电路组成。
9、根据权利要求1或2所述的IGCT驱动电源，其特征在于：每路直流输出端还接有门极信号及电源故障综合电路，以及接在其输出端的光纤发送器，门极信号及电源故障综合电路将IGCT门极脉冲及电源输出过压和欠压报警信号综合后通过光纤发送器送出，当IGCT门极脉冲为关断状态时，光纤发送光信号，当IGCT门极脉冲为开通状态或电源输出过压或电源输出欠压时，光纤不发送光信号。
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