[實用新型]一種三電平全橋變換器驅動電路

有效

• 申請號: 200920262021.5
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN201656751U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 許峰;駱昊;趙敬輝;馬超群;靳廣超
• 申請（專利權）人: 艾默生網絡能源有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本實用新型涉及用于交流和交流之間、交流和直流之間、或直流和直流之間的變換裝置的控制或調節零部件，特別是涉及一種三電平全橋變換器驅動電路。

背景技術

現有大功率開關變換器中，前級電路一般采用三相功率因數校正整流電路，其輸出電壓在800V左右，所以從器件應力方面考慮，后級電路必須采用三電平變換器。三電平變換器是通過兩個功率開關器件串連來均分電壓應力的，與兩電平拓撲相比，功率開關器件數量一般會加倍，像三電平全橋變換器就有兩個橋臂，共八個功率開關器件。這給功率開關器件的驅動及其布局增加了難度。

如圖1所示的典型的三電平全橋變換器示意圖。三電平全橋變換器包括分別設置在左、右橋臂上的四個功率開關器件。功率開關器件可采用金屬氧化物半導體場效應管(MetalOxide?Semicoductor?Field?Effect?Transistor，縮寫為MOSFET)、門極可關斷晶閘管(gate?turn-off?thyristor，縮寫為GTO)、絕緣柵雙極型晶體管(Insulated?GateBipolar?Transistor，縮寫為IGBT)或集成門極換流晶閘管(Integrated?GateCommutatedThyristor，縮寫為IGCT)。其中，左橋臂自上而下依次是左第一功率開關器件S1、左第二功率開關器件S2、左第三功率開關器件S3和左第四功率開關器件S4。右橋臂自上而下依次是右第一功率開關器件S5、右第二功率開關器件S6、右第三功率開關器件S7和右第四功率開關器件S8。各個功率開關器件的開通和關斷是通過PWM信號來控制的。這種三電平全橋變換器采用光耦隔離驅動時，即使選用帶自舉功能的芯片也至少需要三路驅動電源，給輔助源的設計增加了難度。因此，通常采用如圖2所示的驅動變壓器進行隔離驅動方案，這樣原邊只需要一路驅動電源。

如圖2所示的驅動變壓器進行隔離驅動方案，驅動變壓器T1的兩個副邊繞組輸出的PWM驅動信號分別驅動左第一功率開關器件S1和左第四功率開關器件S4，驅動變壓器T2的兩個副邊繞組輸出的PWM驅動信號分別驅動左第二功率開關器件S2和左第三功率開關器件S3，驅動變壓器T3的兩個副邊繞組輸出的PWM驅動信號分別驅動右第二功率開關器件S6和右第三功率開關器件S7，驅動變壓器T4的兩個副邊繞組輸出的PWM驅動信號分別驅動右第一功率開關器件S5和右第四功率開關器件S8。這種驅動方案中，左第四功率開關器件S4和右第一功率開關器件S5的驅動線很長。同時，存在驅動電路元件布局和布線非常困難且難以做到對稱問題。另外，由于驅動變壓器T1連接到左第四功率開關器件S4的連線與左橋臂上四個開關管之間的連線平行，同時驅動變壓器T4連接到右第一功率開關器件S5的連線與右橋臂上四個開關管之間的連線平行，導致驅動信號容易受主功率的干擾。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是彌補上述三電平全橋變換器驅動電路布局及布線存在的不足，提出一種改進的三電平全橋變換器驅動電路。

本實用新型的技術問題采用以下技術方案予以解決：

一種三電平全橋變換器驅動電路，三電平全橋變換器包括分別設置在左橋臂和右橋臂上的四個功率開關器件，其中左橋臂自上而下依次是左第一功率開關器件、左第二功率開關器件、左第三功率開關器件和左第四功率開關器件，右橋臂自上而下依次是右第一功率開關器件、右第二功率開關器件、右第三功率開關器件和右第四功率開關器件；其驅動電路包括各有兩個副邊繞組的第一驅動變壓器、第二驅動變壓器、第三驅動變壓器和第四驅動變壓器，所述每個驅動變壓器的兩個副邊繞組輸出的PWM驅動信號均互差180°，這種三電平全橋變換器驅動電路的特點是：

所述第一驅動變壓器的兩個副邊繞組輸出的PWM驅動信號分別驅動左第一功率開關器件和右第一功率開關器件，所述第四驅動變壓器的兩個副邊繞組輸出的PWM驅動信號分別驅動左第四功率開關器件和右第四功率開關器件，所述第二驅動變壓器的兩個副邊繞組輸出的PWM驅動信號分別驅動左第二功率開關器件和左第三功率開關器件，所述第三驅動變壓器的兩個副邊繞組輸出的PWM驅動信號分別驅動右第二功率開關器件和右第三功率開關器件。