一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器，该充电器主充电回路包括依次连接的交流输入整流滤波电路、PFC校正电路、直流变换移相全桥电路和输出滤波电路，交流输入整流滤波电路连接220V交流电，直流变换移相全桥电路中的开关管为碳化硅超结晶体管，该充电器还包括输出电压反馈调节驱动电路，输出电压反馈调节驱动电路包括依次连接的电压取样电路、PWM调制电路和耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路，电压取样电路连接输出滤波电路电压输出端，耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路连接直流变换移相全桥电路中的碳化硅超结晶体管。与现有技术相比，本实用新型专利技术充电器电力损耗和开关损耗，整机效率高，工作时的稳定性与安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器
本技术涉及一种充电器，尤其是涉及一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器。
技术介绍
随着新能源发电和充电设备的不断普及，传统硅(Si)功率器件技术已经发展的相当成熟，器件的性能基本达到了理论极限，很难再有大幅度的提升。传统的开关电源一直采用SiBJT或SiIGBT作为主电路的功率管，由于这些传统硅材料的功率管存在二次击穿、功耗较大、驱动电路复杂以及耐高温较差的缺点，大大降低了自动快速充电器自身的耐温、散热性能，给人们正常的生产和生活带来了极大的隐患，因此，人们迫切需要一种新型自动快速充电器。碳化硅超结晶体管SJT是美国GENESIC研发的替代IGBT的下一代技术，具有更高的开关频率，更低的开关与导通损耗，SJT的驱动电路要比IGBT简单，在开关性能上要优于IGBT；跟SiBJT或SiIGBT相比，具有更好的温度系数，驱动电路相对简单，不存在传统Si三极管的二次击穿问题，其反向偏置安全工作区呈矩形，具有很低的导通压降，开关速度快，工作频率可达数10MHz，且具有300℃以上高温工作能力。因SJT材料具有比Si材料更大的禁带宽度、更高的热导率和更高的临界击穿电场，用SJT材料制成的功率半导体器件可以实现更高的工作频率、承受更高的击穿电压和工作温度，而且器件的开关损耗和通态损耗更低，所以SJT功率器件的应用能够很大程度地减少装置的功率损耗、降低电路结构复杂度、缩小装置体积。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器，该充电器主充电回路包括依次连接的交流输入整流滤波电路、PFC校正电路、直流变换移相全桥电路和输出滤波电路，所述的交流输入整流滤波电路连接220V交流电，所述的直流变换移相全桥电路中的开关管为碳化硅超结晶体管，该充电器还包括输出电压反馈调节驱动电路，所述的输出电压反馈调节驱动电路包括依次连接的电压取样电路、PWM调制电路和耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路，所述的电压取样电路连接输出滤波电路电压输出端，所述的耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路连接直流变换移相全桥电路中的碳化硅超结晶体管。所述的耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、变压器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3和二极管D，所述的三极管Q1和三极管Q2基极相互连接并连接至PWM调制电路输出端，三极管Q1集电极连接3.3V电源，三极管Q2集电极基地，三极管Q1和三极管Q2发射极相互连接并依次通过电阻R1和电容C1连接变压器T1原边同名端，变压器T1原边异名端接地，变压器T1副边同名端通过电阻R2连接三极管Q3基极，电容C2并联连接电阻R2，三极管Q4基极连接三极管Q3基极，三极管Q3和三极管Q4发射极相互连接并连接变压器T1副边异名端，三极管Q3集电极连接20V电源，三极管Q4集电极连接-5V电源，三极管Q3发射极还通过电容C3连接至三极管Q5基极，所述的电阻R3并联于电容C3上，三极管Q5发射极连接二极管D阴极，二极管D阳极连接三极管Q5基极，三极管Q5集电极连接-5V电源，三极管Q5发射极为驱动输出端并连接直流变换移相全桥电路中的碳化硅超结晶体管。所述的二极管D为1N5822肖特基二极管。所述的输出滤波电路输出额定电压为48V，额定电流为10A。该充电器还包括监控显示模块，所述的监控显示模块包括液晶显示器、监控指示灯、控制器和充电电压电流检测电路，所述的控制器分别连接液晶显示器和监控指示灯，所述的控制器连接充电电压电流检测电路。所述的控制器包括DSP28335。与现有技术相比，本技术具有如下优点：(1)本技术直流变换移相全桥电路中的开关管采用碳化硅超结晶体管，降低了功率管本身的电力损耗和开关损耗，大大提高了充电器工作时的稳定性与安全性，提高整机效率，为以后在船舶电气设备启动器直流启动电源或移动通信设备通信电源的应用提供了可靠保障；(2)本技术耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路提供了足够大的瞬时电流，缩短输入电容充电时间，加速开关过程，减小寄生电感引起的驱动回路振荡，避免振荡现象所引发的误导通，从而提高驱动电路的可靠性。附图说明图1为本技术基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器的结构示意图；图2为本技术耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路的电路示意图；图3为本技术监控显示模块的结构示意图。图中，1为交流输入整流滤波电路，2为PFC校正电路，3为直流变换移相全桥电路，4为输出滤波电路，5为负载，6为电压取样电路，7为PWM调制电路，8为耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路，9为监控显示电路，10为控制器，11为辅助电源，12为保护电路。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本技术并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本技术并不限定于以下的实施方式。实施例如图1所示，一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器，该充电器主充电回路包括依次连接的交流输入整流滤波电路1、PFC校正电路2、直流变换移相全桥电路3和输出滤波电路4，交流输入整流滤波电路1连接220V交流电，交流输入整流滤波电路1包括输入EMI滤波、浪涌防护整流以及浪涌电路环节，均为现有电路结构。直流变换移相全桥电路3中的开关管为碳化硅超结晶体管，该实施例中碳化硅超结晶体管采用美国GENESIC公司研发的生产800V/7ASJT，输出滤波电路4连接负载5。输出滤波电路4输出额定电压为48V，额定电流为10A，浮充电压可达52.6V,均充电压可达57.8V,最大输出功率为600W。该充电器还包括输出电压反馈调节驱动电路，输出电压反馈调节驱动电路包括依次连接的电压取样电路6、PWM调制电路7和耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路8，电压取样电路6连接输出滤波电路4电压输出端，耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路8连接直流变换移相全桥电路3中的碳化硅超结晶体管。如图2所示，耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路8包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、变压器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3和二极管D，三极管Q1和三极管Q2基极相互连接并连接至PWM调制电路7输出端，三极管Q1集电极连接3.3V电源，三极管Q2集电极基地，三极管Q1和三极管Q2发射极相互连接并依次通过电阻R1和电容C1连接变压器T1原边同名端，变压器T1原边异名端接地，变压器T1副边同名端通过电阻R2连接三极管Q3基极，电容C2并联连接电阻R2，三极管Q4基极连接三极管Q3基极，三极管Q3和三极管Q4发射极相互连接并连接变压器T1副边异名端，三极管Q3集电极连接20V电源，三极管Q4集电极连接-5V电源，三极管Q3发射极还通过电容C3连接至三极管Q5基极，电阻R3并联于电容C3上，三极管Q5基极发射极连接二极管D阴极，二极管D阳极连接三极管Q5基极，三极管Q5集电极连接-5V电源，三极管Q5发射极为驱动输出端并连接直流变换移相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器，该充电器主充电回路包括依次连接的交流输入整流滤波电路、PFC校正电路、直流变换移相全桥电路和输出滤波电路，所述的交流输入整流滤波电路连接220V交流电，其特征在于，所述的直流变换移相全桥电路中的开关管为碳化硅超结晶体管，该充电器还包括输出电压反馈调节驱动电路，所述的输出电压反馈调节驱动电路包括依次连接的电压取样电路、PWM调制电路和耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路，所述的电压取样电路连接输出滤波电路电压输出端，所述的耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路连接直流变换移相全桥电路中的碳化硅超结晶体管。

【技术特征摘要】
1.一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器，该充电器主充电回路包括依次连接的交流输入整流滤波电路、PFC校正电路、直流变换移相全桥电路和输出滤波电路，所述的交流输入整流滤波电路连接220V交流电，其特征在于，所述的直流变换移相全桥电路中的开关管为碳化硅超结晶体管，该充电器还包括输出电压反馈调节驱动电路，所述的输出电压反馈调节驱动电路包括依次连接的电压取样电路、PWM调制电路和耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路，所述的电压取样电路连接输出滤波电路电压输出端，所述的耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路连接直流变换移相全桥电路中的碳化硅超结晶体管。2.根据权利要求1所述的一种基于碳化硅超结晶体管的自动快速充电器，其特征在于，所述的耐高温碳化硅超结晶体管驱动电路包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、变压器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3和二极管D，所述的三极管Q1和三极管Q2基极相互连接并连接至PWM调制电路输出端，三极管Q1集电极连接3.3V电源，三极管Q2集电极基地，三极管Q1和三极管Q2发射极相互连接并依次通过电阻R1和电容C1连接变压器T1原边同名端，变压器T1原边异名端接地，变压器T1副边同名端通过电阻R2连接三极管Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫普虹，单鸿涛，孙园园，刘方湖，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，上海杨岐视觉机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31