[实用新型]适用于IGBT驱动模块高压侧供电的DC-DC变换电路

说明书

技术领域

本实用新型电路属于电力电子领域，具体涉及一种适用于IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）驱动模块高压侧供电的DC-DC变换电路。

背景技术

大功率IGBT驱动模块高压侧的供电电源为了防止高压侧复杂电磁环境引入干扰，通常需要进行电气隔离设计，为了方便用户驱动电源设计，内部通常都自带了DC-DC变换电路，集成的隔离变压器通常采用半桥式或推挽式的结构，一般不带闭环控制，个别DC-DC变换电路在输出端增加了线性稳压电源来实现驱动电压的稳定，目前市场上带有DC-DC变换电路IGBT驱动模块的有瑞士CONCEPT公司2SC0435T系列，德国INFINEON公司的2ED300C17-ST，它们的特点是功率相对较大，保护功能齐全，目前广泛应用于风能和太阳能逆变器中。但这类DC-DC变换电路的器件数量较多、价格昂贵、体积较大，不适合安装在IGBT驱动模块表面（连接电缆距离较长），可靠性较低。

集成隔离DC-DC变换电路由于内置于IGBT驱动模块中，如果电能在传递过程中损耗过大，会造成变压器线圈的发热，严重的会造成末端输出电源的不稳定并对IGBT信号传递与处理单元带来干扰。然而全面分析目前的各种集成隔离DC-DC变换电路方案，分别具有不同的侧重点，但没有一种电路方案具备上述所有的特征，因此造成IGBT驱动模块的应用受到限制，给使用带来不便。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于IGBT驱动模块高压侧供电的DC-DC变换电路，具有较高效率、输出阻抗小、能够提供较大的瞬时输出电流、成本低、结构简单、外形尺寸小、易于安装于IGBT驱动模块表面的DC-DC变换电路。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种适用于IGBT驱动模块高压侧供电的DC-DC变换电路，包括提供工作电压的电源VCC、非稳态多谐振荡器、控制脉冲整形电路、LC谐振电路、高频脉冲变压器、高压侧整流滤波电路、二级稳压电路和输出电压阻抗调节与电流放大电路。

非稳态多谐振荡器，由第一施密特反相触发器U1A、第一电阻R1、第一电容C1组成，用于给控制脉冲整形电路提供输入信号，并给LC谐振电路提供起振脉冲源；其中第一施密特反相触发器U1A的输入端经第一电容C1接至零参考电压GND，同时输入端经第一电阻R1接至自身的输出端。

控制脉冲整形电路，由第二电阻R2、第二电容C2、第二施密特反相触发器U1B、第三电阻R3、第三电容C3、第三施密特反相触发器U1C、第一二极管D1、第二二极管D2组成，其主要用于对非稳态多谐振荡器产生的脉冲进行整形处理，产生用于控制第一场效应管Q1和第二场效应管Q2导通和关断的脉冲信号；其中其输入端为第一二极管D1阳极与第二二极管D2阴极的连接点，该连接点接至第一施密特反相触发器U1A的输出端，同时该连接点连接至第二电阻R2和第三电阻R3的一端；第二电阻R2的另一端接至第一二极管D1的阴极和第二施密特反相触发器U1B的输入端，同时经第二电容C2接至零参考电压GND；第三电阻R3的另一端接至第二二极管D2的阳极和第三施密特反相触发器U1C的输入端，同时经第三电容C3接至零参考电压GND；第二施密特反相触发器U1B的输出端第一场效应管Q1的栅极；第三施密特反相触发器U1C的输出端第二场效应管Q2的栅极。

LC谐振电路，主要由第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、高频脉冲变压器的原边、第四电容C4和第五电容C5组成，用于在第一场效应管Q1和第二场效应管Q2得高速通断状态下，电路产生谐振现象，将供电电源VCC的能量以高频PWM波的形式经由高频脉冲变压器的原边传递到副边，实现电能的传递；其中第一场效应管Q1的栅极连接来自第二施密特反相触发器U1B的输出端，漏极接至零参考电压GND，源极接至高频脉冲变压器原边T1的一端；第二场效应管Q2的栅极连接来自第三施密特反相触发器U1C的输出端，源极接至工作电源VCC，漏极接至第一场效应管Q1的源极；高频脉冲变压器原边的一端连接第一场效应管Q1的源极，另一端分别经由第五电容C5接至零参考电压GND和第四电容C4接至电源电压VCC还包括第七二极管D7和第八二极管D8，二极管为快恢复二极管，分别内置于第一场效应管Q1和Q2，主要作用是给LC谐振电路提供续流回路。

高频脉冲变压器，用于实现供电电源VCC能量的传递和原、副边之间的电气隔离。