本實(shí)用新型涉及IGBT驅(qū)動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于IGBT驅(qū)動(dòng)裝置的推挽式隔離電源，適用于緊湊型、低成本的IGBT驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。

背景技術(shù)：

在IGBT應(yīng)用系統(tǒng)中，IGBT驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的體積、成本等有重要影響。目前常用的IGBT驅(qū)動(dòng)裝置中，一般需配置隔離驅(qū)動(dòng)電源為驅(qū)動(dòng)電路的副邊（驅(qū)動(dòng)電路對(duì)IGBT輸出相關(guān)電路部分）提供能量。常用的隔離驅(qū)動(dòng)電源輸出有一正一負(fù)共地電壓；其中負(fù)壓一般取-10V到-5V，正壓一般取15V。常用的隔離驅(qū)動(dòng)電源一般采用FLYBACK或者推挽電路。其中，常用的FLYBACK電路原理圖如圖1、2所示。輸入的直流電壓Uin+、Uin-加在FLYBACK電路原邊，經(jīng)開關(guān)管調(diào)制為高頻方波電壓后輸送給變壓器，變壓器將儲(chǔ)存的能量傳送給副邊的整流濾波電路。因隔離驅(qū)動(dòng)電源輸出一正一負(fù)共地電壓，因此變壓器副邊一般設(shè)計(jì)為兩個(gè)繞組，如圖1中變壓器副邊繞組Nf1、Nf2；也可設(shè)計(jì)為一個(gè)繞組，如圖2中變壓器副邊繞組Nf1。由于常用驅(qū)動(dòng)電路中輸出正、負(fù)電壓幅值并不相等，副邊的兩個(gè)繞組既可以設(shè)計(jì)為不同匝數(shù)，也可以設(shè)計(jì)為相同匝數(shù)，然后通過鉗位整形電路進(jìn)行處理。常用的輸出電壓處理電路如圖1、2副邊電路所示。其中圖1中變壓器副邊采用不同繞組，通過原副邊繞組匝數(shù)不同，副邊產(chǎn)生幅值不等的輸出電壓，然后輸出的負(fù)壓通過穩(wěn)壓管穩(wěn)壓。圖2中將變壓器副邊繞組簡(jiǎn)化為一個(gè)繞組，然后通過對(duì)輸出電壓采用電容分壓，負(fù)壓通過穩(wěn)壓管鉗位，從而造出兩路輸出電壓。在要求不高的場(chǎng)合，以上兩種FLYBACK電路穩(wěn)壓管也可取消。

推挽式隔離電源原邊電路原理圖如圖3所示，兩個(gè)三極管的驅(qū)動(dòng)電路既可采用專用IC，也可采用自激振蕩電路。輸入的直流電壓Uin+、Uin-加在推挽電路原邊，經(jīng)互補(bǔ)導(dǎo)通的三極管Q1、Q2調(diào)制為高頻方波電壓送給變壓器T1，變壓器T1副邊繞組耦合出高頻雙極性方波經(jīng)副邊整流濾波電路后輸出直流電壓。推挽式電源變換器副邊整流濾波輸出電路一般采用橋式整流或者全波整流。在作為IGBT驅(qū)動(dòng)電源場(chǎng)合，副邊整流濾波輸出電路常用電路如圖4、圖5所示。圖4電路采用橋式整流的方式，推挽變壓器副邊兩個(gè)繞組Nf1、Nf2，通過兩個(gè)整流橋BD101、BD102構(gòu)成橋式整流，然后將其輸出串聯(lián)，輸出的負(fù)電壓通過穩(wěn)壓管ZD101鉗位。圖5電路采用全波整流方式，推挽變壓器副邊四個(gè)繞組Nf1、Nf2、Nf3、Nf4，兩個(gè)二極管構(gòu)成全波整流電路，輸出采用電容分壓，并用穩(wěn)壓管對(duì)輸出電壓鉗位，從而構(gòu)成IGBT驅(qū)動(dòng)副邊電路供電電源。在要求不高的場(chǎng)合，以上兩種推挽電路的整流電路中穩(wěn)壓管也可取消。

在以上應(yīng)用于IGBT驅(qū)動(dòng)的隔離電源方案中，F(xiàn)LYBACK電路因工作方式?jīng)Q定了其變壓器磁芯利用率低，在小體積和低成本等方面并沒有優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)常用的推挽電路方案中有的增加了元器件數(shù)量，有的增加了變壓器繞組的復(fù)雜性，從而造成驅(qū)動(dòng)裝置的成本較高，體積較大。另外，變壓器副邊繞組復(fù)雜化，不僅增加了變壓器設(shè)計(jì)難度，對(duì)變壓器的體積和成本不利，更重要的是，副邊繞組復(fù)雜化后不利于變壓器原副邊的分布電容控制，造成隔離驅(qū)動(dòng)電源原副邊抗共模干擾能力降低，從而造成IGBT驅(qū)動(dòng)裝置可靠性下降，系統(tǒng)存在不穩(wěn)定因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種用于IGBT驅(qū)動(dòng)裝置的推挽式隔離電源。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種用于IGBT驅(qū)動(dòng)裝置的推挽式隔離電源，所述推挽式隔離電源由自激推挽電路通過推挽變壓器與整流輸出電路相連構(gòu)成，所述整流輸出電路由推挽變壓器副繞組一端通過整流二極管與串聯(lián)的電容一端相連，該副繞組的同名端還通過鉗壓功能的整流電路與串聯(lián)的電容另一端相連，推挽變壓器副繞組另一端與串聯(lián)電容的中心連接點(diǎn)相連。

一種用于IGBT驅(qū)動(dòng)裝置的推挽式隔離電源，所述鉗壓功能的整流電路由穩(wěn)壓二極管、整流二極管、鉗壓電容，所述穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與整流二極管的負(fù)極串聯(lián)連接，且穩(wěn)壓二極管兩端并聯(lián)有電容。

由于采用如上所述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)越性：

本實(shí)用新型推挽式隔離電源的原邊功率變換電路采用了自激振蕩推挽電路，簡(jiǎn)化了隔離電源電路，也有助于降低成本，減小體積；副邊整流濾波輸出電路采用二極管整流、電容串聯(lián)分壓和穩(wěn)壓管鉗位的方式輸出，構(gòu)成的IGBT驅(qū)動(dòng)裝置推挽式隔離電源，不僅簡(jiǎn)化電路，也容易實(shí)現(xiàn)控制隔離電源輸出負(fù)壓的幅值。推挽變換器的副邊采用一個(gè)繞組，不僅簡(jiǎn)化了變壓器的結(jié)構(gòu)，減小變壓器體積，降低成本，同時(shí)變壓器原副的分布電容更容易控制，極大提高了驅(qū)動(dòng)裝置的共模抑制能力；增強(qiáng)了驅(qū)動(dòng)裝置的抗干擾能力。因此，是一種高可靠、低成本、小體積的推挽式隔離電源。

附圖說明

圖1是輸出雙繞組FLYBACK隔離電源變換器電路圖；

圖2是輸出單繞組FLYBACK隔離電源變換器電路圖；

圖3是推挽式隔離電源變換器原邊電路圖；

圖4是雙路共地輸出推挽式隔離電源副邊雙橋式整流串聯(lián)電路圖；

圖5是雙路共地輸出推挽式隔離電源副邊全波整流電路圖；

圖6是一種用于IGBT驅(qū)動(dòng)裝置的推挽式隔離電源電路圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合附圖6所示，一種用于IGBT驅(qū)動(dòng)裝置的推挽式隔離電源，所述推挽式隔離電源由自激推挽電路通過推挽變壓器與整流輸出電路相連構(gòu)成，所述整流輸出電路由推挽變壓器副繞組一端通過整流二極管與串聯(lián)的電容一端相連，該副繞組的同名端還通過鉗壓功能的整流電路與串聯(lián)的電容另一端相連，推挽變壓器副繞組另一端與串聯(lián)電容的中心連接點(diǎn)相連。所述鉗壓功能的整流電路由穩(wěn)壓二極管、整流二極管、鉗壓電容，所述穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與整流二極管的負(fù)極串聯(lián)連接，且穩(wěn)壓二極管兩端并聯(lián)有電容。

本實(shí)用新型用于IGBT驅(qū)動(dòng)裝置的推挽式隔離電源原邊采用自激振蕩推挽電路，推挽變壓器的副邊只有一個(gè)繞組Nf1，變壓器副邊繞組的同名端與整流二極管D101串連，整流二極管D101的輸出連接輸出儲(chǔ)能濾波電容C102，電容C102的另一端與變壓器副邊繞組的異名端相連，構(gòu)成常規(guī)的整流濾波輸出電路，為隔離驅(qū)動(dòng)電源提供正直流電壓；同時(shí)推挽變壓器副邊繞組的同名端與一穩(wěn)壓二極管ZD101串聯(lián)，穩(wěn)壓二極管ZD101的陰極與整流二極管D102反串聯(lián)，整流二極管D102的陽極與輸出儲(chǔ)能濾波電容C103相連，電容C103的另一端與變壓器副邊繞組的異名端相連，構(gòu)成有一定鉗壓功能的整流電路，為隔離驅(qū)動(dòng)電源提供負(fù)直流電壓，其中穩(wěn)壓二極管ZD101兩端并聯(lián)電容C101。

其簡(jiǎn)要工作原理如下：為簡(jiǎn)化描述，不考慮電路中開關(guān)器件的導(dǎo)通壓降，推挽變壓器為理想變壓器；當(dāng)自激振蕩推挽式IGBT隔離驅(qū)動(dòng)電源輸入有一定電壓時(shí)，電流通過R1、Nf1、Nf2繞組為三極管Q1、Q2提供開通條件，當(dāng)一個(gè)三極管先導(dǎo)通時(shí)，將會(huì)在其相連的原邊繞組Np1或Np2上產(chǎn)生方向與輸入電壓相反的感應(yīng)電壓，從而在與其驅(qū)動(dòng)引腳相連的繞組上產(chǎn)生一個(gè)更利于導(dǎo)通的電壓，形成正反饋，實(shí)現(xiàn)該三極管的飽和導(dǎo)通，同時(shí)在另一個(gè)三極管上產(chǎn)生一個(gè)加速其關(guān)斷的電壓，實(shí)現(xiàn)該三極管快速關(guān)斷。當(dāng)與導(dǎo)通三極管相連的原邊繞組Np1或Np2電流增加到一定值時(shí)，變壓器呈現(xiàn)飽和特性，導(dǎo)致該回路中電流迅速增大，三極管將退出飽和狀態(tài)，從而導(dǎo)致與其相連的原邊繞組電壓降低，與其驅(qū)動(dòng)引腳相連的繞組上產(chǎn)生的導(dǎo)通電壓將隨之降低，從而導(dǎo)致導(dǎo)通的三極管由導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)另一個(gè)三極管將由截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換為開通狀態(tài)。在原邊兩個(gè)三極管交替導(dǎo)通時(shí)，副邊繞組Ns1兩端將感應(yīng)出雙極性的方波電壓。Ns1為正電壓時(shí)，副邊繞組電流將通過副邊繞組Ns1的同名端、通過D101、C102到副邊繞組Ns1的異名端，整流的能量?jī)?chǔ)存在C102，為IGBT隔離驅(qū)動(dòng)電源提供正直流電壓; Ns1為負(fù)電壓時(shí)，副邊繞組電流將通過副邊繞組Ns1的異名端、C103、D102、ZD101及C101、副邊繞組Ns1的同名端，將能量?jī)?chǔ)存在C103，為IGBT隔離驅(qū)動(dòng)電源提供負(fù)直流電壓。由于IGBT隔離驅(qū)動(dòng)電源一般輸出負(fù)壓比正壓低一些，因此，通過調(diào)整ZD101的穩(wěn)壓值從而控制輸出的負(fù)壓。在上電初期，負(fù)壓幅值沒有建立到穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，電流通過ZD101并聯(lián)電容C101加速負(fù)壓的建立，有助于驅(qū)動(dòng)裝置的更可靠工作。

以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施而已，以上實(shí)現(xiàn)方式并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型精神和原則之內(nèi)的任何修改、替換、改進(jìn)等均應(yīng)包含在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。