[發(fā)明專利]周期分時(shí)控制電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810096625.7
• 申請(qǐng)日: 2008-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN101262172A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓臘生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓臘生
• 主分類號(hào): H02M1/00
• 分類號(hào): H02M1/00;H02M1/08;H02H7/122
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 夏平;瞿網(wǎng)蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種交直流電源變換電路，尤其是一種適合于低功耗、低成本、高可靠的高頻率交直流調(diào)壓電路和開關(guān)電源電路使用的變換電路，具體地說是一種周期分時(shí)控制電路。

背景技術(shù)

采用開關(guān)管實(shí)現(xiàn)電源變換，目前其本上是以單管或多管并聯(lián)的方法實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際應(yīng)用中還成在一些難以解決的問題，特別是在大電源高頻狀態(tài)下應(yīng)用，如何降低開關(guān)管的電能耗、提高可靠性、減少制造成本等，還需要在研發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)上進(jìn)一步作努力。

就IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor)絕緣柵雙極型電源開關(guān)管而言(以下簡(jiǎn)稱：IGBT)器件本身發(fā)展非?？欤貏e是低功耗智能化、小體積、大電流方面正在不斷的進(jìn)步，但I(xiàn)GBT的應(yīng)用是否得當(dāng)直接與控制技術(shù)有關(guān)。

IGBT工作時(shí)的熱損耗，特別是在高頻工作狀態(tài)下應(yīng)用，工作頻率越高，IGBT的開關(guān)損耗越嚴(yán)重，導(dǎo)致使用可靠性下降和成本的增加。

在大功率高頻電源變換電路中，IGBT隨工作頻率的提高，開關(guān)損耗的溫升急劇增大，這是由于IGBT芯到散熱器之間熱阻的存在，IGBT在高頻工作時(shí)的開關(guān)損耗(熱量)很難做到熱量的產(chǎn)生與散熱同步，如能做到它的成本也是無法接受的，由于散熱的遲緩，使得IGBT上的熱量累加劇增，導(dǎo)致IGBT與散熱器的溫差增大，工作可靠性明顯下降，這是目前電源變換產(chǎn)品研發(fā)的一大難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的主要是針對(duì)電源變換電路在高頻工作狀態(tài)下開關(guān)管熱損耗大導(dǎo)致可靠性變差、制造成本高的問題，設(shè)計(jì)一種能降低功耗的周期分時(shí)控制電路。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種周期分時(shí)控制電路，其特征是它主要由周期分時(shí)執(zhí)行電路3、隔離耦合/驅(qū)動(dòng)電路2、周期分時(shí)電路1組成，

所述的周期分時(shí)執(zhí)行電路3有兩個(gè)電源輸入輸出端a端和b端，在交流電源下工作a端和b端是雙向的電源電流輸入輸出端，在直流電源或單向方式下工作是單向的電源電流輸入輸出端，可由a端為輸入端b端為輸出端，也可由b端為電源輸入端a端為輸出端，每一方向的電源電流a端流向b端或b端流向a端，其中至少要有兩個(gè)不同時(shí)工作的開關(guān)管或開關(guān)電路周期分時(shí)完成，它的控制輸入通過隔離耦合/驅(qū)動(dòng)電路2接周期分時(shí)電路1的周期分時(shí)控制輸出口對(duì)應(yīng)的輸出端，

所述的周期分時(shí)電路1的周期分時(shí)控制輸出口對(duì)應(yīng)周期分時(shí)執(zhí)行電路3每一電源電流方向至少有二路不同時(shí)工作周期分時(shí)控制輸出，它們通過各自的隔離耦合/驅(qū)動(dòng)電路2分別接周期分時(shí)執(zhí)行電路3的對(duì)應(yīng)控制輸入端。

所述的周期分時(shí)執(zhí)行電路3至少由兩個(gè)開關(guān)管構(gòu)成，其中它們的集電極和集電極并接，發(fā)射極和發(fā)射極并接，周期分時(shí)執(zhí)行電路3的輸入輸出端a、b從開關(guān)管的集電極和/或發(fā)射極引出，各開關(guān)管的控制輸入端通過各自的隔離耦合/驅(qū)動(dòng)電路2分別接周期分時(shí)電路1的對(duì)應(yīng)控制輸出端。

所述的周期分時(shí)執(zhí)行電路3由開關(guān)管組成，各開關(guān)管有獨(dú)立的控制輸入端，它們分別連接到各自隔離耦合/驅(qū)動(dòng)電路2的各對(duì)應(yīng)輸出端，各開關(guān)管的控制輸入端是經(jīng)隔離耦合/驅(qū)動(dòng)電路2連接到周期分時(shí)電路1的各對(duì)應(yīng)控制輸出口并受其控制，在同一電源電流方向中各開關(guān)管至少要有二路或二路以上是不同時(shí)工作的。

所述的開關(guān)管選用IGBT管或MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管，或選擇其它相同開關(guān)功能的開關(guān)管。

所述的周期分時(shí)執(zhí)行電路3可由開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4和二極管D1、D2組成雙向執(zhí)行電路，所述的隔離耦合/驅(qū)動(dòng)電路2可由光電耦合器OD1、OD2、OD3、OD4構(gòu)成，其中開關(guān)管Q1、Q3并聯(lián)與二極管D2串聯(lián)組成a端流向b端通路，開關(guān)管Q2、Q4并聯(lián)與二極管D1串聯(lián)組成b端流向a端通路，開關(guān)管Q1的發(fā)射極接開關(guān)管Q2的發(fā)射極，開關(guān)管Q2的集電極接開關(guān)管Q4的集電極，開關(guān)管Q4的發(fā)射極接開關(guān)管Q3的發(fā)射極，開關(guān)管Q3的集電極接開關(guān)管Q1的集電極，二極管D1的負(fù)極接開關(guān)管Q1和Q3的集電極，二極管D1的正極連接到開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4的發(fā)射極和二極管D2的正極，二極管D2的負(fù)極接開關(guān)管Q2和Q4的集電極，它的輸入輸出a端由開關(guān)管Q1、Q3的集電極和二極管D1的負(fù)極相連接組成，它的輸入輸出b端由開關(guān)管Q2、Q4的集電極和二極管D2的負(fù)極相連接組成，GN1是開關(guān)管Q1的控制輸入，GN2是Q2的控制輸入，GN3是開關(guān)管Q3的控制輸入，GN4是開關(guān)管Q4的控制輸入，GN1、GN2、GN3、GN4通過各自對(duì)應(yīng)的光電耦合器OD3、OD4、OD1、OD3與周期分時(shí)電路1對(duì)應(yīng)的周期分時(shí)控制輸出口相連。