[发明专利]一种新型电动汽车电机控制器IGBT驱动电源电路

说明书

本发明公开了一种新型电动汽车电机控制器IGBT驱动电源电路，对比传统IGBT驱动电源电路，该方案主要采用PWM信号控制，采用高低边推挽驱动输出，经正激隔离放大处理，后级采用倍压整流输出对应的IGBT驱动电源，该方案具备电路高可靠性，外围元器件为传统电源电路的二分之一，回路控制简单，对磁性器件要求较低，无需较大的回路滤波电容及电压稳压模块，能大幅降低驱动板的面积，减小开关电源造成的EMC问题，成本优势明显，目前电机控制器功率密度越来越高、可靠性要求越来越严、体积及重量越来越小，成本要求越来越高，基于上述背景，本方案具备明显的技术和成本优势。

技术领域：

本发明涉及一种新型电动汽车电机控制器IGBT驱动电源电路，其属于新能源电动汽车。

背景技术：

随着我国新能源汽车的迅猛发展，并预测到2020年我国新能源汽车的销量将达到212万辆，对应电驱动系统市场总规模约为389亿元，其中电机控制器作为新能源汽车最关键的零部件之一，目前市场竞争非常激烈，随着国外零部件及元器件厂家的深度参与，我国电机控制器市场对应的成本和技术挑战非常巨大，其中功率器件作为电机控制器技术发展的推动力量，未来电机控制器的体积将更小、耐压更高、高可靠性及高系统效率。

IGBT作为电机控制器最核心的零部件，其成本占整个控制器的50％左右，IGBT驱动性能的好坏直接决定整个电机控制器性能的好坏，现有主流IGBT驱动电源方案大部分采用反激式开关电源进行供电，一般由电源滤波处理电路、尖峰吸收电路、PWM发生电路、隔离变换单元、回馈调节电路、采样与保护、整流及滤波单元组成，其中反激式电源方案对隔离磁性元件要求较高，对其参数特性和制造工艺也较高，要求其具备的绕组也较多，对应的体积和成本都较大，工作过程中因为漏感及环路问题也容易产生EMI问题，外围电路及控制电路较为复杂，故障率较高，对磁性器件及电路环路要求较高。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种新型电动汽车电机控制器IGBT驱动电源电路，对比传统IGBT驱动电源电路，该方案主要采用PWM信号控制，采用高低边推挽驱动输出，经正激隔离放大处理，后级采用倍压整流输出对应的IGBT驱动电源，该方案具备电路高可靠性，外围元器件为传统电源电路的二分之一，回路控制简单，对磁性器件要求较低，无需较大的回路滤波电容及电压稳压模块，能大幅降低驱动板的面积，减小开关电源造成的EMC问题，成本优势明显，目前电机控制器功率密度越来越高、可靠性要求越来越严、体积及重量越来越小，成本要求越来越高，基于上述背景，本方案具备明显的技术和成本优势。

本发明所采用的技术方案有：一种新型电动汽车电机控制器IGBT驱动电源电路，其特征在于：包括PWM调制产生电路、推挽输出电路以及隔离变换及整流输出电路；

所述PWM调制产生电路中电阻R1与电容C2同电源芯片U1的2脚组成频率振荡电路，电阻R2同电源芯片U1的1脚相连，组成电流采样电路，二极管D1、电容C3同电源VCC、电源芯片U1的6脚VS组成自举电路，所述电源VCC为经控制器主控板输入电源，幅值为12～16V之间；

所述推挽输出电路中MOS管Q1同MOS管Q2与电源VCC、GND连接，组成推挽输出桥，电阻R3、电阻R4分别同驱动信号连接，连接到MOS管的栅极，组成驱动电路；

所述隔离变换及整流输出电路中的电容C5为原边平衡电容，同驱动变压器的原边连接，变压器T1原边同名侧同推挽输出的PWM信号连接，将PWM调制信号传输至副边，变压器T1副边同名端与电容C6、二极管D2、二极管D3、电容C7组成二倍压整流电路，输出正电压V_T，变压器T1副边同名端与二极管D4、电容C8组成负压整流电路，输出负压V_B。

进一步地，由PWM调制产生电路产生的PWM信号直接驱动由MOS管Q1、MOS管Q2组成的推挽电路，以产生一个D＝50％、VPP＝VCC、f＝1/(2*R1*C2)的方波信号PWM_A，传递给隔离放大变压器。

本发明具有如下有益效果：