[實用新型]一種超高壓輸入低壓輸出模擬芯片實現三電平大功率電源

有效

• 申請號: 202223289393.1
• 申請日: 2022-12-08
• 公開（公告）號: CN219351541U
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 曾安寧;范佳駿
• 申請（專利權）人: 武漢泓承科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/08;H02M7/483
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

本實用新型公開一種超高壓輸入低壓輸出模擬芯片實現三電平大功率電源，包括高壓輸入源、開關變換電路及控制電路；所述高壓輸入源與開關變換電路相連，用于提供高壓輸入；所述開關變換電路與控制電路相連，用于接收控制電路的驅動信號進行開關變換，以及反饋輸出端電壓給控制電路；所述開關變換電路的輸出端與負載相連，用于輸出低壓給負載供電。本實用新型利用模擬器件實現了高壓輸入的大功率電源，解決了現有無法應用數字控制的領域或個體對大功率高壓電源的需求問題，解決了現有高壓輸入時在方案選用上受器件耐壓、控制方式等限制的問題，解決了現有高壓輸入電源設備的功率難以做大的問題。

技術領域

本實用新型涉及電源技術領域，具體為一種超高壓輸入低壓輸出模擬芯片實現三電平大功率電源。

背景技術

現有技術中，高壓輸入的大功率電源比較少，且部分類似方案主要采用數字控制實現。對部分無法應用數字控制的領域或者個體，在高壓輸入時的方案選用上受器件耐壓、控制方式等多方限制。此外，部分類似的高壓輸入的電源設備，其功率難以做大，只能作為一些輔助源等。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本實用新型提供一種超高壓輸入低壓輸出模擬芯片實現三電平大功率電源，用以解決上述至少一個技術問題。

本實用新型是通過以下技術方案予以實現的：

一種超高壓輸入低壓輸出模擬芯片實現三電平大功率電源，包括高壓輸入源、開關變換電路及控制電路；所述高壓輸入源與開關變換電路相連，用于提供高壓輸入；所述開關變換電路與控制電路相連，用于接收控制電路的驅動信號進行開關變換，以及反饋輸出端電壓給控制電路；所述開關變換電路的輸出端與負載相連，用于輸出低壓給負載供電。

上述技術方案應用于高壓輸入，提供將1000V以上的輸入供電轉化成低壓輸出的大功率電源，在有高壓輸入時，控制電路驅動開關變換電路進行開關變換，將高壓變換成低壓輸出給低壓負載供電，從而利用模擬器件實現了高壓輸入的大功率電源。

上述技術方案采用模擬芯片作為控制端控制來實現電平變化，解決了現有無法應用數字控制的領域或個體對大功率高壓電源的需求問題。

進一步地，上述技術方案通過模擬控制芯片發送PWM控制信號，分別驅動兩個晶體管，最后實現三電平工作模式將高壓輸入變換成低壓輸出，該過程可以將功率管電壓應力減小一半，便于更好的選擇功率器件，進而解決了現有高壓輸入時在方案選用上受器件耐壓、控制方式等限制的問題。

進一步地，所述開關變換電路為三電平開關變換電路。這里通過模擬控制芯片發送PWM控制信號驅動兩個晶體管，實現三電平工作模式將高壓輸入變換成低壓輸出，該工作方式基本不受功率大小限制，解決了現有高壓輸入電源設備的功率難以做大的問題。

進一步地，所述三電平控制電路包括第一晶體管、第二晶體管、隔直電容、電感、第一二極管和第二二極管；所述第一晶體管、第二晶體管串聯連接，且分別與控制電路連接；所述第一二極管、第二二極管串聯后并聯在正負極線路之間；所述隔直電容的一端連接在第一晶體管與第二晶體管之間，另一端連接在第一電容與第二電容之間；所述電感的一端連接第一電容和第二晶體管，另一端連接負載。

進一步地，所述第一晶體管、第二晶體管采用IGBT管或MOS管。

進一步地，所述第一晶體管、第二晶體管的柵極和發射極均連接控制電路；所述第一晶體管的集電極連接高壓輸入源正極，發射極還連接第二晶體管的集電極和隔直電容；所述第二晶體管的發射極還連接第一電容和電感，集電極還連接隔直電容。

進一步地，所述控制電路采用全橋或半橋控制器。

進一步地，所述控制電路經由隔離驅動變壓器連接第一晶體管和第二晶體管。

進一步地，所述電感還連接控制電路的電壓反饋輸入端。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：