精密IGBT栅极驱动隔离电源制造技术

本发明专利技术公开了一种精密IGBT栅极驱动隔离电源，包含方波发生电路、同相积分电路、定点归零电路、基准信号电路、比较调制电路、场效应管栅极驱动电路、功率变换电路、峰值电压钳位吸收电路、浪涌抑制电路、软启动电路、输入过欠压保护电路、输出整流滤波电路。本发明专利技术可以抑制浪涌、检测输入过欠压、软启动，具有高稳定性、高精度、低纹波、低成本的特点，适用于IGBT栅极驱动器。驱动器。驱动器。

【技术实现步骤摘要】
精密IGBT栅极驱动隔离电源


[0001]本专利技术涉及一种隔离电源，特别是一种精密IGBT栅极驱动隔离电源，属于IGBT驱动


技术介绍

[0002]随着绝缘栅双极性晶体管(IGBT)被广泛地应用于功率电子系统中，其栅极驱动器就显得尤为重要，其中对所用的DC
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DC隔离电源的可靠性、稳定性、精度、成本提出了更高的要求。
[0003]现有IGBT栅极驱动器的隔离电源主要有：
[0004]1)隔离电源无反馈电路，不对输出电压进行闭环控制。基于IGBT 驱动器工作时负载没有显著变化，此种隔离电源输出电压是通过脉冲变压器线圈匝数和占空比确定。因此结构简单、成本较低，但由于无反馈回路调控脉宽调制信号(PWM)，在启动瞬间易造成电源输入电流或负载电流产生大电流冲击。
[0005]2)隔离电源使用基于光电耦合器反馈电路的专用集成电源芯片。此反馈电路需要反馈绕组、隔离光电耦合器等，使得脉冲变压器绕制复杂，成本较高。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种精密IGBT栅极驱动隔离电源，具有高稳定性、高精度、低纹波、低成本的特点。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0008]一种精密IGBT栅极驱动隔离电源，其特征在于：包含方波发生电路、同相积分电路、定点归零电路、基准信号电路、比较调制电路、场效应管栅极驱动电路、功率变换电路、峰值电压钳位吸收电路、浪涌抑制电路、软启动电路、输入过欠压保护电路、输出整流滤波电路；
[0009]所述方波发生电路输出端连接施密特触发器U2输入端，施密特触发器U2输出端连接同相积分电路输入端，定点归零电路输入端连接方波发生电路输出端，定点归零电路输出端连接同相积分电路输出端，同相积分电路输出端连接比较调制电路的电压比较器U4、U5的反相端连接，基准信号电路与软启动电路连接，软启动电路与比较调制电路的电压比较器U4、U5的同相端连接，比较调制电路输出端与场效应管栅极驱动电路输入端连接，场效应管栅极驱动电路输出端与功率变换电路的平面变压器初级绕组同名端连接，峰值电压钳位吸收电路的二极管D13阳极连接功率变换电路的平面变压器初级绕组同名端，峰值电压钳位吸收电路的瞬态电压抑制二极管D11阳极连接功率变换电路的平面变压器初级绕组异名端，浪涌抑制电路一端与功率变换电路的平面变压器初级绕组异名端连接，浪涌抑制电路另一端与输入过欠压保护电路连接，输入过欠压保护电路与软启动电路连接，功率变换电路的平面变压器次级绕组与输出整流滤波电路连接。
[0010]进一步地，所述方波发生电路包含施密特触发器U1、电阻R26、电阻R27、二极管D1、
二极管D2和电容C3，施密特触发器U1的输入端连接二极管D2的阳极、二极管D1的阴极和电容C3一端，电容 C3另一端接地，二极管D2的阴极连接电阻R27一端，二极管D1的阳极连接电阻R26一端，施密特触发器U1的输出端连接电阻R26另一端、电阻R27另一端并作为方波发生电路的输出端。
[0011]进一步地，所述同相积分电路包含运算放大器U3、电阻R1、电阻R3、电容C1、电容C2和二极管D3，运算放大器U3的+脚连接电阻R3一端和电容C2一端，电阻R3另一端为同向积分电路的输入端，电容C2另一端接地，运算放大器U3的
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脚连接电阻R1一端和电容 C1一端，电阻R1另一端接地，电容C1另一端连接运算放大器U3的输出端和二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接VCC，运算放大器 U3的输出端为同向积分电路的输出端。
[0012]进一步地，所述定点归零电路包含电阻R8、电阻R11和N沟道 MOSFET Q4,电阻R8的一端为定点归零电路的输入端，电阻R8的另一端连接电阻R11一端和N沟道MOSFET Q4的G极，电阻R11的另一端和N沟道MOSFET Q4的D极接地，N沟道MOSFET Q4的S极为定点归零电阻的输出端。
[0013]进一步地，所述基准信号电路包含电阻R4、电阻R5、电阻R28 和精密可编程电压基准源D10，电阻R5的一端连接VCC，电阻R5的另一端连接电阻R28一端和精密可编程电压基准源D10的阴极，电阻 R28另一端连接电阻R4一端和精密可编程电压基准源D10的参考极，精密可编程电压基准源D10的阳极和电阻R4的另一端接地，精密可编程电压基准源D10的阴极为基准信号电路的输出端。
[0014]进一步地，所述比较调制电路包含电压比较器U4、电压比较器 U5、电阻R19和电阻R25，电压比较器U4的输出端连接电阻R19一端，电阻R19另一端连接VCC，电压比较器U5的输出端连接电阻R25 一端，电阻R25另一端连接VCC；
[0015]所述场效应管栅极驱动电路包含电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R24、N沟道MOSFET Q6、P沟道MOSFET Q8、电阻R31、电阻R23 和电容C7，电阻R21的一端连接电压比较器U4的输出端，电阻R21 的另一端连接电阻R20一端和P沟道MOSFET Q8的G极，电阻R20的另一端和P沟道MOSFET Q8的S极连接VCC，电阻R22的一端连接电压比较器U5的输出端，电阻R22的另一端连接电阻R24的一端和N 沟道MOSFET Q6的G极，电阻R24的另一端和N沟道MOSFET Q6的D 极接地，P沟道MOSFET Q8的D极和N沟道MOSFET Q6的S极连接作为场效应管栅极驱动电路的输出端。
[0016]进一步地，所述功率变换电路包含N沟道MOSFET Q7、电容C6 和平面变压器T1，N沟道MOSFET Q7的S极连接平面变压器T1的初级线圈的一端，平面变压器T1的初级线圈的另一端连接电容C6一端，电容C6另一端接地，N沟道MOSFET Q7的D极接地；
[0017]所述峰值电压钳位吸收电路包含瞬态电压抑制二极管D11、二极管D13、电阻R7和电容C4，瞬态电压抑制二极管D11的阳极、电容 C4一端、电阻R7一端连接平面变压器T1的初级线圈的另一端，瞬态电压抑制二极管D11的阴极、电容C4另一端、电阻R7另一端连接二极管D13阴极，二极管D13的阳极连接平面变压器T1的初级线圈的一端。
[0018]进一步地，所述浪涌抑制电路包含电阻R16、电阻R17、电阻R10、电阻R18、电阻R30、N沟道MOSFET Q5、P沟道MOSFET Q2和稳压二极管D12，电阻R16的一端连接电容C6一端、P沟道MOSFET Q2的D 极、二极管D12的阴极，电阻R16的另一端连接P沟道MOSFET Q2的S极、电阻R17一端，电阻R17另一端连接P沟道MOSFET Q2的G极、电阻R10一端，电阻R10另一端连接N沟
道MOSFET Q5的S极，N沟道MOSFET Q5的G极连接电阻R18一端和电阻R30一端，电阻R18另一端和N沟道MOSFET Q5的D极接地，电阻R30的另一端连接二极管 D12的阳极。
[0019]进一步地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
Q6、P沟道MOSFET Q8、电阻R31、电阻R23和电容C7，电阻R21的一端连接电压比较器U4的输出端，电阻R21的另一端连接电阻R20一端和P沟道MOSFET Q8的G极，电阻R20的另一端和P沟道MOSFET Q8的S极连接VCC，电阻R22的一端连接电压比较器U5的输出端，电阻R22的另一端连接电阻R24的一端和N沟道MOSFET Q6的G极，电阻R24的另一端和N沟道MOSFET Q6的D极接地，P沟道MOSFET Q8的D极和N沟道MOSFET Q6的S极连接作为场效应管栅极驱动电路的输出端。7.根据权利要求1所述的精密IGBT栅极驱动隔离电源，其特征在于：所述功率变换电路包含N沟道MOSFET Q7、电容C6和平面变压器T1，N沟道MOSFET Q7的S极连接平面变压器T1的初级线圈的一端，平面变压器T1的初级线圈的另一端连接电容C6一端，电容C6另一端接地，N沟道MOSFET Q7的D极接地；所述峰值电压钳位吸收电路包含瞬态电压抑制二极管D11、二极管D13、电阻R7和电容C4，瞬态电压抑制二极管D11的阳极、电容C4一端、电阻R7一端连接平面变压器T1的初级线圈的另一端，瞬态电压抑制二极管D11的阴极、电容C4另一端、电阻R7另一端连接二极管D13阴极，二极管D13的阳极连接平面变压器T1的初级线圈的一端。8.根据权利要求7所述的精密IGBT栅极驱动隔离电源，其特征在于：所述浪涌抑制电路包含电阻R16、电阻R17、电阻R10、电阻R18、电阻R30、N沟道MOSFET Q5、P沟道MOSFET Q2和稳压二极管D12，电阻R16的一端连接电容C6一端、P沟道MOSFET Q2的D极、二极管D12的阴极，电阻R16的另一端连接P沟道MOSFET Q2的S极、电阻R17一端，电阻R17另一端连接P沟道MOSFET Q2的G极、电阻R10一端，电阻R10另一端连接N沟道MOSFET Q5的S极，N沟道MOSFET Q5的G极连接电阻R18一端和电阻R30一端，电阻R18另一端和N沟道MOSFET Q5的D极接地，电阻R30的另一端连接二极管D12的阳极。9.根据权利要求6所述的精密IGBT栅极驱动隔离电源，其特征在于：所述软启动电路包含电阻R6、电阻R2、电阻R29、电容C5、二极管D5和二极管D8，电阻R6一端为软启动电路的输入端，电阻R6的另一端连接电压比较器U4的+脚、二极管D5的阴极、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗臣，夏武，李天鹰，薛玲丽，沈卫峰，冯国伟，夏文，邱素素，张锐，孟领刚，王春华，陈佳佳，纪陈平，柳振铁，
申请(专利权)人：江苏现代电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：