[发明专利]一种用于IGBT驱动装置的推挽式隔离电源及方法

摘要

本发明涉及IGBT驱动装置技术领域，公开了一种用于IGBT驱动装置的推挽式隔离电源及方法，该方法采用的推挽式隔离电源由自激推挽电路通过推挽变压器与整流输出电路相连构成，所述整流输出电路由推挽变压器副绕组一端通过整流二极管与串联的电容一端相连，该副绕组的同名端还通过钳压功能的整流电路与串联的电容另一端相连，推挽变压器副绕组另一端与串联电容的中心连接点相连。本发明简化了隔离电源电路，实现了控制隔离电源输出负压的幅值。同时变压器原副的分布电容更容易控制，极大提高了驱动装置的共模抑制能力；增强了驱动装置的抗干扰能力。因此，是一种高可靠、低成本、小体积的推挽式隔离电源。

主权项

1.一种用于IGBT驱动装置的推挽式隔离电源，其特征是：所述推挽式隔离电源为推挽式DCDC隔离电源，推挽式DCDC隔离电源由自激推挽电路通过推挽变压器与整流输出电路相连构成；所述整流输出电路由推挽变压器副边绕组Ns1的一端与整流二极管D101正极相连，整流二极管D101负极与电容C102的正端相连，电容C102的负端与推挽变压器副边绕组Ns1另一端相连；同时，推挽变压器副边绕组Ns1的同一端还通过钳压功能的整流电路与电容C103的负端相连；推挽变压器副边绕组Ns1另一端与串联的电容C102、电容C103 的中心连接点相连；其中推挽变压器原边绕组Np1一端同原边绕组Np2一端的连接点与电容C1正端相连；推挽变压器原边绕组Np1另一端与三极管Q1集电极端相连；推挽变压器原边绕组Np2另一端与三极管Q2集电极端相连； 三极管Q1集电极、三极管Q2集电极分别通过二极管D1、二极管D2与三极管Q1发射极、三极管Q2发射极的连接点、电容C1负端相连；推挽变压器T1上的辅助绕组Nf1一端同辅助绕组Nf2一端的连接点与电容C2一端相连，电容C2另一端与电容C1负端相连；推挽变压器辅助绕组Nf1、辅助绕组Nf2的另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的基极端相连；其中推挽变压器辅助绕组Nf1同辅助绕组Nf2的连接点通过电阻R1与推挽变压器原边绕组Np1同原边绕组Np2的连接点相连；所述钳压功能的整流电路由一稳压二极管ZD101、一整流二极管D102、钳压电容C101构成；所述稳压二极管ZD101的正极与推挽变压器副边绕组Ns1的一端相连，稳压二极管ZD101的负极与整流二极管D102的负极连接，整流二极管D102的正极与电容C103的负端相连，稳压二极管ZD101两端并联有钳压电容C101；推挽式隔离电源工作方法，具体实施步骤如下：1）、当自激振荡推挽式IGBT隔离驱动电源输入有电压时，电流通过电阻R1、推挽变压器辅助绕组Nf1、辅助绕组Nf2为三极管Q1、三极管Q2提供开通条件；2）、当自激推挽式电路中三极管Q1、三极管Q2的一个三极管先导通时，将会在与其集电极端相连的推挽变压器原边绕组Np1或推挽变压器原边绕组Np2上产生方向与输入电压相反的感应电压；从而在与其基极引脚相连的辅助绕组上产生一个导通的电压，形成正反馈，实现该三极管的饱和导通，同时在另一个三极管基极引脚相连的辅助绕组上产生一个加速其关断的电压，实现该三极管快速关断；3）、当与导通三极管相连的推挽变压器原边绕组Np1或推挽变压器原边绕组Np2电流增加到设定值时，推挽变压器T1呈现饱和特性，导致推挽变压器原边绕组Np1回路或推挽变压器原边绕组Np2回路中电流迅速增大，三极管将退出饱和状态，从而导致与其集电极端相连的推挽变压器原边绕组电压降低，与其基极引脚相连的辅助绕组上产生的导通电压将随之降低，导致导通的三极管由导通状态转换到截止状态，同时另一个三极管将由截止状态转换为开通状态；4）、在推挽变压器原边两个三极管Q1、三极管Q2交替导通时，推挽变压器副边绕组Ns1两端将感应出双极性的方波电压；推挽变压器副边绕组Ns1一端为正电压时，推挽变压器副边绕组Ns1电流通过推挽变压器副边绕组Ns1的一端、整流二极管D101、电容C102到推挽变压器副边绕组Ns1的另一端，将能量储存在电容C102上，为IGBT隔离驱动电源提供正直流电压；推挽变压器副边绕组Ns1一端为负电压时，推挽变压器副边绕组Ns1电流通过推挽变压器副边绕组Ns1的另一端、电容C103、整流二极管D102、稳压二极管ZD101及钳压电容C101到推挽变压器副边绕组Ns1的一端，将能量储存在电容C103上，为IGBT隔离驱动电源提供负直流电压；5）、因采用的IGBT隔离驱动电源输出负压比正压低，通过调整稳压二极管ZD101的稳压值，从而控制输出的负压；在上电初期，负压幅值没有建立到稳压二极管ZD101的稳压值时，电流通过整流二极管D102、并联电容C101加速负压的建立。