[發明專利]適用于IGBT驅動模塊高壓側供電的DC-DC變換電路

有效

• 申請號: 201410031252.0
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103762851A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉超;宋鑫;竇新民;史超;王心怡;郭旭東;顧歡;宋中倉
• 申請（專利權）人: 江蘇杰瑞科技集團有限責任公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M3/156;H02M1/32
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種適用于IGBT驅動模塊高壓側供電的DC-DC變換電路，包括：

一個提供工作電壓的電源VCC；

一個非穩態多諧振蕩器，由第一施密特反相觸發器U1A、第一電阻R1、第一電容C1組成，用于給控制脈沖整形電路提供輸入信號，并給LC諧振電路提供起振脈沖源；其中第一施密特反相觸發器U1A的輸入端經第一電容C1接至零參考電壓GND，同時輸入端經第一電阻R1接至自身的輸出端；

一個控制脈沖整形電路，由第二電阻R2、第二電容C2、第二施密特反相觸發器U1B、第三電阻R3、第三電容C3、第三施密特反相觸發器U1C、第一二極管D1、第二二極管D2組成，其主要用于對非穩態多諧振蕩器產生的脈沖進行整形處理，產生用于控制第一場效應管Q1和第二場效應管Q2導通和關斷的脈沖信號；其中其輸入端為第一二極管D1陽極與第二二極管D2陰極的連接點，該連接點接至第一施密特反相觸發器U1A的輸出端，同時該連接點分別連接至第二電阻R2和第三電阻R3的一端；第二電阻R2的另一端接至第一二極管D1的陰極和第二施密特反相觸發器U1B的輸入端，同時經第二電容C2接至零參考電壓GND；第三電阻R3的另一端接至第二二極管D2的陽極和第三施密特反相觸發器U1C的輸入端，同時經第三電容C3接至零參考電壓GND；

LC諧振電路，主要由第一場效應管Q1、第二場效應管Q2、高頻脈沖變壓器的原邊、第四電容C4和第五電容C5組成，用于在第一場效應管Q1和第二場效應管Q2得高速通斷狀態下，電路產生諧振現象，將供電電源VCC的能量以高頻PWM波的形式經由高頻脈沖變壓器的原邊傳遞到副邊，實現電能的傳遞；其中第一場效應管Q1的柵極連接來自第二施密特反相觸發器U1B的輸出端，漏極接至零參考電壓GND，源極接至高頻脈沖變壓器原邊T1的一端；第二場效應管Q2的柵極連接來自第三施密特反相觸發器U1C的輸出端，源極接至工作電源VCC，漏極接至第一場效應管Q1的源極；高頻脈沖變壓器原邊的一端連接第一場效應管Q1的源極，另一端分別經由第五電容C5接至零參考電壓GND以及第四電容C4接至電源電壓VCC；其特征在于：還包括第七二極管D7和第八二極管D8，二極管均為快恢復二極管，第七二極管D7內置于第一場效應管Q1，第八二極管D8內置于第二場效應管Q2，主要作用是給LC諧振電路提供續流回路；一個高頻脈沖變壓器，用于實現供電電源VCC能量的傳遞和原、副邊之間的電氣隔離；

高壓側整流濾波電路，主要包括第三整流二極管D3、第四整流二極管D4、第五整流二極管D5、第六整流二極管D6，第六電容C6，第七電容C7；用于實現對高頻脈沖變壓器T1副邊中的高頻PWM脈沖波進行整流和濾波處理，給后級電路提供電源；其中高頻脈沖變壓器T1副邊的一端連接第三整流二極管D3的陽極和第五整流二極管D5的陰極，另一端連接第四整流二極管D4的陽極和第六整流二極管D6的陰極；第三整流二極管D3的陰極和第四整流二極管D4的陰極同時經由第六電容C6和第七電容C7接至第五整流二極管D5的陽極和第六整流二極管D6的陽極，其中第六電容C6為極性電容，正極接至參考電壓VCCA，負極接至參考電壓AGND；

二級穩壓電路，主要由第四電阻R4、第一穩壓二極管ZD1、第二穩壓二極管ZD2，第八電容C8和第九電容C9組成，作用為實現兩級穩壓，給IGBT驅動模塊提供兩個電壓基準單元；其中第四電阻R4的一端接至參考電壓VCCA，另一端連接第一穩壓二極管ZD1的陰極；第二穩壓二極管ZD2的陰極連接第一穩壓二極管ZD1的陽極，同時經由第八電容C8和第九電容C9接至自身的陽極，同時接至參考電壓AGND，其中第九電容C9為極性電容，正極接至參考電壓VCCE，負極接至參考電壓AGND；參考電壓VCCE與第六電容C6正極、第七電容C7的一端相連，參考電壓AGND與第六電容C6的負極、第七電容C7的另一端相連；

輸出電壓阻抗調節與電流放大電路，主要由第五電阻R5、第三三極管Q3、第四三極管Q4、第五三極管Q5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8及第十電容C10組成，主要作用為實現輸出電壓輸出阻抗的調節，降低本DC-DC變換電路的輸出阻抗，同時對輸出電流進行放大輸出，給IGBT導通時提供足夠大的瞬時導通電流；其中第三三極管Q3的基極連接第一穩壓二極管ZD1的陰極，發射極連接到第五三極管Q5的發射極，集電極經連接第五電阻R5的一端；第五電阻R5的另一端連接第四三極管Q4的發射極，同時接至參考電壓VCCA；第四三極管Q4的基極連接第三三極管Q3的集電極，發射極接至參考電壓VCCA，集電極連接第五三極管Q5的集電極，同時接至參考電壓VCCD；第五三極管Q5的發射極連接第六電阻R6的一端，基極經由第七電阻R7與第六電阻R6的另一端連接，同時基極經由第八電阻R8與自身的集電極連接；第十電容C10為極性電容，正極接至第四三極管Q4的集電極，同時接至參考電壓VCCD，負極連接第二穩壓二極管ZD2的陰極，同時接至參考電壓VCCE；參考電壓VCCD經過限流電路后連接到IGBT驅動模塊高壓側的其他控制單元。