[實用新型]一種單端串聯功率管驅動電路

有效

• 申請號: 201520210647.7
• 申請日: 2015-04-08
• 公開（公告）號: CN204652226U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 徐元龍;史奔;施輝;魏郎平;張潔瓊
• 申請（專利權）人: 特變電工新疆新能源股份有限公司;特變電工西安柔性輸配電有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

技術領域

本實用新型涉及直流功率變換技術領域，特別是涉及一種高壓直流電源單端串聯功率管驅動電路。

背景技術

隨著大功率電力電子器件的不斷推出，更高電壓等級的功率單元在高壓變頻器、高壓動態無功補償裝置、柔性直流輸電設備方面得以發展，此類設備一般采用鏈式結構，單個功率單元的母線直流電壓達到1000V-3500V之間，這就需要更高輸入電壓等級的直流取電電源給控制電路供電。

由于需要能夠承受更高輸入電壓等級，傳統的單端單管直流電源已經不能滿足目前高壓領域的需求。而單端雙管串聯功率管直流電源采用兩個功率管串聯，成本更低、耐壓更高，因此代替了單端單管直流電源，得以廣泛應用。

為了給功率管驅動提供能量，傳統的單端雙管串聯功率管驅動電路大多采用高壓儲能電容，或者，采用多個低壓電容串聯，以達到耐壓要求，但是，傳統的單端上管串聯功率管驅動電路存在以下問題：

(1)高壓儲能電容的電壓等級高，使得儲能電容選型困難，成本高；

(2)采用多個低壓電容串聯，必須解決電容均壓問題，因此，需要增加電容均壓電路，實現較為困難。

因此，亟需一種單端串聯功率管驅動電路以解決上述技術問題。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術中存在的上述不足，提供一種單端串聯功率管驅動電路，用以解決高壓儲能電容選型困難、成本高的問題，以及，多個低壓電容串聯帶來的實現困難的問題。

本實用新型為解決上述技術問題，采用如下技術方案：

本實用新型提供一種單端串聯功率管驅動電路，包括：變壓器、啟動前儲能穩壓電路、開關電路和由上功率管和下功率管串聯連接形成的串聯功率管，啟動前儲能穩壓電路的第一端連接電源端，啟動前儲能穩壓電路的第三端接地，啟動前儲能穩壓電路的第四端與串聯功率管中的上功率管相連，串聯功率管中的上功率管串聯連接變壓器的初級繞組的一端，串聯功率管中的下功率管連接開關電路并接地；

所述變壓器還包括自繞組，變壓器的自繞組的一端接地；所述單端串聯功率管驅動電路還包括啟動后補能電路；

啟動后補能電路的第二端連接變壓器的自繞組接地的一端，啟動后補能電路的第一端連接變壓器的自繞組的另一端，啟動后補能電路的第三端連接啟動前儲能穩壓電路的第二端；

啟動后補能電路能夠存儲變壓器自繞組提供的電能，并通過啟動前儲能穩壓電路，向串聯功率管中的上功率管提供驅動所需的電能。

優選的，啟動后補能電路包括：第一二極管、第二二極管和濾波儲能電容，第一二極管與第二二極管串聯連接，濾波儲能電容的正極連接第一二極管與第二二極管串聯的中間點；第一二極管的陽極為啟動后補能電路的第一端，第二二極管的陰極為啟動后補能電路的第三端，濾波儲能電容的負極為啟動后補能電路的第二端。

優選的，所述濾波儲能電容為電解電容，所述濾波儲能電容的耐壓等級大于或等于25V。

優選的，所述啟動前儲能穩壓電路包括：儲能電容、穩壓管和至少一個限流電阻，限流電阻的一端與儲能電容串聯連接，另一端連接電源端，穩壓管的陰極連接限流電阻與儲能電容串聯的中間點，穩壓管的陽極連接濾波儲能電容的負極和儲能電容；限流電阻與儲能電容串聯的中間點為啟動前儲能穩壓電路的第二端，穩壓管的陽極為啟動前儲能穩壓電路的第三端；

當限流電阻為2個或2個以上時，所述限流電阻串聯連接。

優選的，所述儲能電容為陶瓷電容或薄膜電容，所述儲能電容的耐壓等級大于或等于25V。

進一步的，所述單端串聯功率管驅動電路還包括下管功率保護電路，下管功率保護電路分別與所述啟動前儲能穩壓電路和所述串聯功率管相連，用于對所述對串聯功率管中的下功率管進行電壓箝位。

優選的，下功率管的漏極和上功率管的源極串聯連接，為串聯功率管的第三端，上功率管的柵極為串聯功率管的第二端，上功率管的漏極為串聯功率管的第一端；下功率管的柵極為串聯功率管的第四端，下功率管的源極為串聯功率管的第五端；

所述下管功率保護電路包括：第三二極管、第四二極管、驅動電阻和至少一個穩壓管，驅動電阻的一端與第三二極管的陰極串聯，驅動電阻的另一端與第四二極管的陰極串聯，穩壓管的陰極連接第三二極管與驅動電阻串聯的中間點；

第三二極管的陽極為下管功率保護電路的第一端；穩壓管的陽極為下管功率保護電路的第二端，并接地；第四二極管的陽極為下管功率保護電路的第三端，連接所述串聯功率管的第三端；驅動電阻與第四二極管串聯的中間點為下管功率保護電路的第四端，連接所述串聯功率管的第二端；