[實用新型]一種基于脈沖變壓器的PWM信號隔離變換系統

有效

• 申請號: 201520901705.0
• 申請日: 2015-11-12
• 公開（公告）號: CN205319689U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 劉超;曹為理;李景銀;孫宏偉;張允志;鄒金欣;花磊;李帥;陳衛彬;徐鵬;韓瑜
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一六研究所;江蘇杰瑞科技集團有限責任公司
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12;H02H3/24;H02H3/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱寶慶

技術領域

本實用新型涉及一種電子信息技術，特別是一種基于脈沖變壓器的PWM信號隔離變換系統。

背景技術

PWM信號在傳輸時，通常的隔離方式有光隔離和磁隔離，光耦隔離方式由于隔離電壓相對較低，存在傳輸延遲、老化和可靠性差等方面的問題。而采用脈沖變壓器隔離方式(磁隔離)可以實現相對較高的隔離電壓，而且變壓器的可靠性高、傳輸延遲小，可以實現較高的開關頻率，不存在老化的問題，因此，在驅動高壓全控型電力電子器件時，采用脈沖變壓器作為隔離元件來完成驅動信號的隔離是一個比較好的選擇。但是，基于傳統變壓器的PWM信號隔離變換電路通常要求控制脈沖占空比小于50％，傳統變壓器磁芯的飽和問題也限制了控制脈沖的導通時間，另外，還存在PWM波形失真，易發生故障，可靠性差等缺點，很大程度上限制了這類電路的應用場合。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種基于脈沖變壓器的PWM信號隔離變換系統。該系統具有信號傳輸頻率高、傳輸延遲小、功能擴展性強、穩定可靠、成本低、外形尺寸小、適用性強等特點，非常適合應用于全控型器件(如IGBT、電力MOSFET等)的專用驅動電路中。

一種基于脈沖變壓器的PWM信號隔離變換系統，其特征在于，包括一個提供工作電壓的電源、一PWM信號輸入保護模塊、一初級PWM信號隔離變換模塊、一次級PWM信號還原重構模塊、一初級電源VCC欠壓保護模塊、一初級故障保護模塊、一初級ERROR信號輸出模塊；

PWM信號輸入保護模塊輸入端接PWM輸入信號，輸出端與初級PWM信號隔離變換模塊2連接，初級PWM信號隔離變換模塊2輸出端與次級PWM信號還原重構模塊3輸入端耦合連接，次級PWM信號還原重構模塊3輸出端與初級故障保護模塊5第一輸入端連接，初級故障保護模塊5第二輸入端與初級電源欠壓保護模4連接，初級故障保護模塊5輸出端與初級ERROR信號輸出模塊6輸入端連接，初級ERROR信號輸出模塊6輸出錯誤信號，初級電源欠壓保護模4輸入端與電源連接；

所述PWM信號輸入保護模塊接收PWM輸入信號，若電路系統發生故障時，阻斷PWM脈沖向次級傳遞；

所述初級PWM信號隔離變換模塊用于將PWM輸入信號變換調制成雙向脈沖；

所述次級PWM信號還原重構模塊與初級PWM信號隔離變換模塊耦合連接，對耦合后的次級雙向脈沖通過信號重構的方式還原為與原PWM輸入信號同相位的HPWM信號；

所述初級電源欠壓保護模塊用于給電路系統提供電源電壓欠壓保護，若電源電壓出現欠壓時，發出電源欠壓信號；

所述初級故障保護模塊用于當接收到電源欠壓信號或次級PWM信號還原重構模塊發生故障時，阻斷PWM信號向次級傳遞；若電源欠壓信號或次級PWM信號還原重構模塊發生故障解除，產生復位信號，電路正常工作；

所述初級ERROR信號輸出模塊在電源欠壓或次級PWM信號還原重構模塊發生故障時輸出錯誤信號。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點：(1)本實用新型包括八個模塊，八個模塊相互間電連接，功能完善；(2)系統設置良機故障保護模塊，可以針對欠壓和PWM重構時的故障進行檢測，并發出指令進行有針對性的保護；(3)保護模塊在系統出現故障時，阻礙PWM信號的傳輸，防止對系統造成的二次傷害。

下面結合說明書附圖對本實用新型做進一步描述。

附圖說明

圖1是本實用新型原理圖。

圖2是本實用新型帶臨時電源能量供給模塊和次級故障保護模塊的原理圖。

圖3為本實用新型實施電路的原理圖。

圖4為本實用新型實施電路在PWM信號在變換過程中各點典型波形示意圖。

圖5為本實用新型實施電路在故障保護記憶模塊中各點典型波形示意圖。

具體實施方式

一種基于脈沖變壓器的PWM信號隔離變換系統，其特征在于，包括一PWM信號輸入保護模塊1、一初級PWM信號隔離變換模塊2、一次級PWM信號還原重構模塊3、一初級電源VCC欠壓保護模塊4、一初級故障保護模塊5、一初級ERROR信號輸出模塊6。