[實用新型]一種大功率低壓高頻開關(guān)電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320486609.5
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN203377789U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃良勤
• 申請（專利權(quán)）人: 黃良勤
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/34
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 徐關(guān)壽;湯時達

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種大功率低壓高頻開關(guān)電源。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，大功率高頻開關(guān)電源主要采用多機并聯(lián)方式，以IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）作為主功率器件，以材料鐵基納米晶合金為變壓器鐵芯，該電源不僅結(jié)構(gòu)合理、可靠性強，而且體積小、重量輕、效率高，已逐漸成為可控硅電源的更新?lián)Q代產(chǎn)品。大功率高頻開關(guān)電源可適用于實驗、氧化、電解、鍍鋅、鍍鎳、鍍錫、鍍鉻、光電、冶煉、化成、腐蝕等各種精密表面處理場所。此外，在陽極氧化、真空鍍膜、電解、電泳、水處理、電子產(chǎn)品老化、電加熱、電化學(xué)等方面也受到廣泛關(guān)注，尤其是在電鍍、電解行業(yè)，已成為大多數(shù)用戶的首選電源產(chǎn)品。

然而，IGBT作為上世紀(jì)八十年代出現(xiàn)的一種新型半導(dǎo)體功率器件，雖然開關(guān)速度很快，但由于各IGBT的性能、開關(guān)速度的差異，柵極控制信號線路的元器件參數(shù)不一致，線路存在分布電感、分布電容等因素，往往會造成IGBT的開關(guān)動作不一致，進而造成IGBT器件在開關(guān)瞬間，集電極（C）與發(fā)射極（E）之間的電壓超過其額定的耐壓值，導(dǎo)致IGBT被損壞。

此外，在大功率高頻開關(guān)電源的整流部分，當(dāng)交流側(cè)的電流從正向切換至反向時，往往會在整流管的兩端產(chǎn)生一個瞬時高壓，這個高壓不僅容易損壞整流二極管，而且還可能折射到用來連接IGBT的高壓直流母排，從而造成IGBT被損壞。

有鑒于此，如何設(shè)計一種改進后的大功率低壓高頻開關(guān)電源，以有效地改善或消除上述缺陷和不足，對IGBT進行可靠的保護，是業(yè)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員需要解決的一項課題。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的大功率高頻開關(guān)電源在使用時所存在的上述缺陷，本實用新型提供了一種新穎的、可有效保護IGBT不被損壞的大功率低壓高頻開關(guān)電源。

依據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種大功率低壓高頻開關(guān)電源，包括：

原邊電路，包括多個IGBT，藉由所述IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷操作從而將輸入電壓變換為原邊電壓，其中，IGBT之間采用高壓母排電性連接，同一高壓母排的長度小于或等于預(yù)設(shè)長度，相鄰的兩個高壓母排的間隔距離小于或等于預(yù)設(shè)距離；

驅(qū)動電路，電性連接至相對應(yīng)的IGBT的柵極，用于提供所述IGBT的柵極控制電壓，當(dāng)檢測到所述IGBT出現(xiàn)過流情形時，所述驅(qū)動電路先降低該柵極控制電壓，然后再對電路實施軟關(guān)斷；

變壓器，包括原邊繞組和副邊繞組，所述原邊繞組連接至所述原邊電路，所述副邊繞組用于將所述原邊電壓轉(zhuǎn)換為副邊電壓；以及

整流模塊，電性連接至所述副邊繞組，用于將所述副邊電壓整流為直流輸出電壓，其中，所述整流模塊包括多個彼此并聯(lián)的整流二極管，所述整流二極管的兩端藉由低壓母排分別連接至變壓器的副邊繞組和直流輸出端。

在其中的一實施例中，所述整流模塊還包括多個RC吸收電路，每個RC吸收電路與相應(yīng)的整流二極管并聯(lián)連接。

在其中的一實施例中，RC吸收電路包括串聯(lián)連接的吸收電容和放電電阻，所述吸收電容的一端連接至所述整流二極管的陽極，所述放電電阻的一端連接至所述整流二極管的陰極，藉由所述放電電阻和所述吸收電容來吸收副邊電壓反向時所產(chǎn)生的高壓。

在其中的一實施例中，變壓器采用鐵基納米晶合金作為磁芯。

在其中的一實施例中，所述大功率低壓高頻開關(guān)電源還包括散熱器，并且所述IGBT、所述高壓母排和所述低壓母排安裝在所述散熱器的表面。

在其中的一實施例中，所述驅(qū)動電路還包括IGBT的過流與過壓保護電路。

采用本實用新型的大功率低壓高頻開關(guān)電源，將連接IGBT的高壓母排長度設(shè)置為小于或等于預(yù)設(shè)長度，并將相鄰的高壓母排的間隔距離設(shè)置為小于或等于預(yù)設(shè)距離，可以降低IGBT關(guān)斷時的電壓降dvce/dt。此外，該整流模塊還可包括RC吸收電路，以便通過其放電電阻和吸收電容來吸收副邊電壓反向時所產(chǎn)生的高壓。

附圖說明

讀者在參照附圖閱讀了本實用新型的具體實施方式以后，將會更清楚地了解本實用新型的各個方面。其中，

圖1示出依據(jù)本實用新型的一具體實施方式的大功率低壓高頻開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖2示出圖1的大功率低壓高頻開關(guān)電源中的IGBT和高壓母排的安裝布局示意圖；

圖3（a）示出圖2的高壓母排HL1和HL2的位置示意圖；

圖3（b）示出圖3（a）的高壓母排HL1和HL2的等效電路示意圖；