[发明专利]用于电子转换器的浮地隔离电源

说明书

本发明的目标是一种用于能量转换的电子功率系统(1)，包括至少一个电子放大器驱动器电路(10)、至少一个浮地隔离的电源(11)以及用于生成控制信号(12)的至少一个数字计算单元(2)。本发明更具体地涉及基于控制信号(12)的浮地隔离的电源(11)。

技术领域

本发明涉及电子功率系统领域，更具体地，涉及用于在交流电(AC)和/或直流电(DC)之间转换能量的系统。

本发明尤其涉及制作一种由能量转换系统生成的隔离电源。

背景技术

电子功率系统根据在其中使用它们的应用来实现不同功能。作为非限制性示例，可尤其提及用于扭矩变化的电机控制、DC电化学蓄电池与AC配电网之间的源转换、两个DC源之间的电压电平适配、功率变化。

这些系统中的大多数(从几十瓦到几百千瓦)是被本领域技术人员称为开关模式系统的系统。换言之，它们包括能够以高频率、高电流和电压来开关的半导体开关。

这些半导体由电子组件或驱动器级(此后称为驱动器)来控制，允许将来自DSP(数字信号处理器)或微控制器类型的数字计算单元的控制信号转换成适于不同类型的开关的低功率控制信号，如在图1a中解说的，其示出了现有技术的包括驱动器的功率系统的一般图示并且将在本说明书的其余部分详细描述。

对于高电压电平以及为了满足安全标准，这些驱动器通过电气隔离(脉冲变压器)或通过光学隔离(耦合的光电二极管)来与控制电流隔离开。在图1b中所示的这些驱动器的现有技术中，驱动器级包括与用于隔离诸信号的脉冲变压器(TI)相关联的、具有低阻抗输出(称为推挽式或图腾柱，它包括高电平半导体开关和低电平半导体开关，它们中的一者被阻塞且另一者被饱和)的非隔离的电压和电流电平放大器驱动器(DD)。

在这些类型的转换器中，浮地隔离的电源一般被用于向需要例如高电压电源的开关驱动器或光学隔离传感器类型的电压传感器供电，且作为非限制性示例，在该系统中其他低功率电路需要隔离的电源。

在现有技术中，这些浮地隔离的电源是从高电压总线或从辅助电压源来生成的，添加了针对电路的其余部分的专用且集中式的开关模式调节器。这一解决方案通常是昂贵的且消耗板的印刷电路上的空间。此外，这一集中式电源需要被分发到该系统的各个板，并被确定大小以向所有下游电路供电。

本发明目标在于提供一种隔离的电源以最小化能量转换系统的成本和大小。

发明内容

为了达成至少上述目标，以及其他，根据第一方面，本发明提供了一种用于能量转换的电子功率系统，包括至少一个驱动器、至少一个浮地隔离的电源以及用于生成控制信号的至少一个数字计算单元，所述驱动器包括适于将控制信号发送到相关联的脉冲变压器的放大器驱动器，并且本发明的特征在于，浮地隔离的电源按如下方式连接到放大器驱动器输出：控制信号被恢复并被用来生成电子功率系统的浮地隔离的电源。

根据一特征，浮地隔离的电源包括带有整流器的变压器。

根据一特征，浮地隔离的电源的整流器是二极管整流器。

根据一特征，电子功率系统包括隔离的电流和电压测量器件。

根据一特征，放大器驱动器是具有推挽式输出的非隔离的电压和电流电平放大器驱动器。

根据一特征，放大器驱动器的推挽式输出包括晶体管的组合。

根据第二方面，本发明涉及一种包括变压器和整流器的浮地隔离的电源，其特征在于，它被适配成由上述电子功率系统的放大器驱动器的输出来供电。

本发明包括使用放大器驱动器(DD)与脉冲变压器(TI)的输入之间的这些控制信令来生成浮地隔离的电源，如在图2中所示。