[发明专利]一种压接型IGBT串联应用模式下的自取能直流变换电路

摘要

本发明提供一种压接型IGBT串联应用模式下的自取能直流变换电路，所述自取能直流变换电路包括第一级电压变换模块、第二级电压变换模块和模拟电阻负载模块；所述第一级电压变换模块的输入端和模拟电阻负载模块均并联在取能电容Cs两端，第二级电压变换模块的输入端并联在第一级电压变换模块的输出端。本发明提供一种压接型IGBT串联应用模式下的自取能直流变换电路，实现压接型IGBT串联应用模式下完成从IGBT源漏极之间直接取得电能供IGBT驱动电路的高电位自取能，并解决自取能直流变换电路对IGBT串联静态均压的影响。

主权项

1.一种压接型IGBT串联应用模式下的自取能直流变换电路，其特征在于：所述自取能直流变换电路包括第一级电压变换模块、第二级电压变换模块和模拟电阻负载模块；所述第一级电压变换模块的输入端和模拟电阻负载模块均并联在取能电容Cs两端，第二级电压变换模块的输入端并联在第一级电压变换模块的输出端；所述第一级电压变换模块采用电压电流双闭环非线性控制的BUCK电路；所述BUCK电路包括第一输入电压检测电路、快速启动及切换电路、逻辑控制电路、隔离驱动电路、电流检测电路、输出电压检测电路以及BUCK主回路；所述第一级电压变换模块的输入正电压端经第一MOSFET、储能电感L和储能电容C1回流至第一级电压变换模块的输入负电压端，在储能电感L的输入端与第一级电压变换模块的输入负电压端之间连接续流二极管V2，构成BUCK主回路；所述第一输入电压检测电路和快速启动及切换电路并联在所述第一级电压变换模块的输入正电压端和输入负电压端之间；所述逻辑控制电路一端连接隔离驱动电路，用于对隔离驱动电路进行控制，其另一端连接第一级电压变换模块的输入负电压端；所述隔离驱动电路一端连接第一MOSFET的栅极，其另一端连接第一级电压变换模块的输入负电压端；所述第一MOSFET的漏极连接第一级电压变换模块的输入正电压端，其源极连接储能电感L的输入端，同时连接续流二极管V2的阴极，所述续流二极管V2的阳极连接第一级电压变换模块的输入负电压端；所述储能电感L的输出端连接电流检测电路，所述电流检测电路连接输出电压检测电路的输入端，所述输出电压检测电路的输出端连接电流检测电路，同时连接逻辑控制电路，实现将电流电压参数反馈到逻辑控制电路实现相应的控制；所述电流检测电路同时连接储能电容C1的一端，所述储能电容C1的另一端连接第一级电压变换模块的输入负电压端；所述第二级电压变换模块采用18‑72V输入、±15V输出的DC‑DC变换器；所述模拟电阻负载模块包括第二MOSFET、第二输入电压检测电路和栅极电压控制电路；第二MOSFET与第二输入电压检测电路均并联在所述第一级电压变换模块的输入正电压端和输入负电压端之间，所述栅极电压控制电路与第二MOSFET的栅极连接；设模拟电阻负载模块的工作电压为UR，其满足：5％×Ue≤UR≤50％×Ue   (1)其中，Ue表示自取能直流变换电路的输入电压值；所述自取能直流变换电路直接并联在IGBT源极和漏极之间，IGBT、取能二极管V1和取能电容Cs构成取能充电回路，用于给储能电容充电；设压接型IGBT串联数目为n，第i只IGBT的静态工作电压为Ui，i＝1,2,…,n；满足：(n‑1)×ΔUqdmax+Ui＜nKαVCES   (2)其中，ΔUqdmax表示压接型IGBT源极和漏极之间电压最大差值，Kα表示压接型IGBT源极和漏极之间电压裕度，VCES表示压接型IGBT源极和漏极之间电压最大值；于是，自取能直流变换电路的工作电压U表示为：