一種變頻器的igbt驅(qū)動電源電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種變頻器的IGBT驅(qū)動電源電路，包括多諧振蕩器部分、整形放大部分和功率驅(qū)動及電源變換部分，所述多諧振蕩器部分中包括電容C1、電阻R1和CD4047芯片，所述CD4047芯片管腳8、9、12連接電源地M，所述整形放大部分包括電阻R2、電阻R4、三極管V1、三極管V2、三極管V5、三極管V6，所述CD4047芯片管腳10、11連接電阻R2和電阻R4，所述功率驅(qū)動及電源變換部分包括電阻R3、電阻R5、IGBT模塊V3、IGBT模塊V7、變壓器T1、變壓器T2、二極管V4、二極管V8、二極管V9、二極管V10、二極管V11、二極管V12、二極管V13、二極管V14、二極管V15、二極管V16、二極管V17、二極管V18、二極管V19和二極管V20。
【專利說明】
一種變頻器的IGBT驅(qū)動電源電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及變頻器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種變頻器的IGBT驅(qū)動電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]交流變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動技術(shù)重要發(fā)展方向，隨著電力電子技術(shù)，微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，變頻交流調(diào)速已逐漸取代了過去的滑差調(diào)速，變極調(diào)速，直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的許多領(lǐng)域。
[0003]IGBT是變頻器中最重要的功率元件，IGBT集雙極型功率晶體管和功率MOSFET的優(yōu)點(diǎn)于一體，具有電壓控制、輸入阻抗大、驅(qū)動功率小、控制電路簡單、開關(guān)損耗小、通斷速度快和工作頻率高等優(yōu)點(diǎn)。但是，IGBT和其它電力電子器件一樣，其應(yīng)用還依賴于電路條件和開關(guān)環(huán)境。因此，IGBT的驅(qū)動和保護(hù)電路是變頻器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，是整個裝置運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而其中驅(qū)動電源更是整個IGBT驅(qū)動電路的基礎(chǔ)，穩(wěn)定可靠的驅(qū)動電源是IGBT正常工作的保證，驅(qū)動電源出現(xiàn)問題可能會導(dǎo)致電機(jī)振動、輸出電壓偏相、頻跳、過流等多種故障。
[0004]由于變頻器的工作環(huán)境復(fù)雜，常規(guī)電源對IGBT驅(qū)動供電容易損壞IGBT及其驅(qū)動電路。而且，IGBT的柵極驅(qū)動回路不存在共電位點(diǎn)，驅(qū)動電路需要提供相互隔離的供電電源。針對這種情況，本實(shí)用新型提供一種穩(wěn)定且互相隔離的IGBT驅(qū)動回路電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種變頻器的IGBT驅(qū)動電源電路，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種變頻器的IGBT驅(qū)動電源電路，包括多諧振蕩器部分、整形放大部分和功率驅(qū)動及電源變換部分，所述多諧振蕩器部分中包括電容Cl、電阻Rl和CD4047芯片，所述CD4047芯片管腳8、9、12連接電源地M，所述CD4047芯片管腳I連接電容Cl，所述電容Cl另一端連接電阻Rl和CD4047芯片管腳3，所述電阻Rl另一端連接CD4047芯片管腳2，所述CD4047芯片管腳4、5、6連接+15V電源P15，所述整形放大部分包括電阻R2、電阻R4、三極管V1、三極管V2、三極管V5、三極管V6，所述⑶4047芯片管腳10、11連接電阻R2和電阻R4，所述電阻R2連接三極管Vl和V2的基極，所述電阻R4連接三極管V5和V6的基極，所述功率驅(qū)動及電源變換部分包括電阻R3、電阻R5、IGBT模塊V3、IGBT模塊V7、變壓器Tl、變壓器T2、二極管V4、二極管V8、二極管V9、二極管VlO、二極管Vl 1、二極管V12、二極管V13、二極管V14、二極管V15、二極管V16、二極管V17、二極管V18、二極管V19和二極管V20，所述電阻R3連接IGBT模塊V3的柵極，所述IGBT模塊V3的漏極與二極管V4的陽極連接至電源地M，所述IGBT模塊V3的源極與二極管V4的陰極連接至變壓器Tl和T2原邊上繞組同名端處，所述電阻R5連接IGBT模塊V7的柵極，IGBT模塊V7的漏極與二極管V8的陽極連接至電源地M，所述IGBT模塊V7的源極與二極管V8的陰極連接至變壓器Tl和T2原邊下繞組非同名端處，所述變壓器Tl和T2原邊上下繞組連接處連接+15V電源P15，所述二極管V9、二極管V10、二極管VI1、二極管V12、二極管V13、二極管V14、二極管V15、二極管V16、二極管V17、二極管V18、二極管V19和二極管V20依次兩兩組合分別連接變壓器Tl、變壓器T2副邊的各繞組。
[0007]優(yōu)選的，所述電容Cl、電阻Rl和⑶4047芯片組成提供180度反相的兩路高頻脈沖電壓輸出的多諧振蕩器電路。
[0008]優(yōu)選的，所述整形放大部分由電阻R2、電阻R4、三極管V1、三極管V2、三極管V5、三極管V6組成可將多諧振蕩器輸出的脈沖放大，且驅(qū)動IGBT模塊V3和IGBT模塊V7的推挽電路。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用多諧振蕩器產(chǎn)生高頻脈沖電壓，體積小，故障率低，且開關(guān)電路之間彼此絕緣隔離，根除了橋式逆變器最容易發(fā)生的直通短路和偏磁問題，顯著地提高了逆變器的可靠性。變壓器副邊各繞組獨(dú)立，每路IGBT驅(qū)動電源相互隔離，保證了驅(qū)動回路的安全。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型電路圖；
[0011]圖2為脈沖頻率與R1、C1之間關(guān)系的波形圖；
[0012]圖3為變壓器原邊同名端與非同名端的壓差波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0014]請參閱圖1，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案:一種變頻器的IGBT驅(qū)動電源電路，包括多諧振蕩器部分、整形放大部分和功率驅(qū)動及電源變換部分，所述多諧振蕩器部分中包括電容Cl、電阻Rl和CD4047芯片，所述CD4047芯片管腳8、9、12連接電源地M，所述CD4047芯片管腳I連接電容Cl，所述電容Cl另一端連接電阻Rl和⑶4047芯片管腳3，所述電阻Rl另一端連接⑶4047芯片管腳2，所述⑶4047芯片管腳4、5、6連接+15V電源P15，所述整形放大部分包括電阻R2、電阻R4、三極管Vl、三極管V2、三極管V5、三極管V6，所述CD4047芯片管腳1、11連接電阻R2和電阻R4，所述電阻R2連接三極管Vl和V2的基極，所述電阻R4連接三極管V5和V6的基極，所述功率驅(qū)動及電源變換部分包括電阻R3、電阻R5、IGBT模塊V3、IGBT模塊V7、變壓器Tl、變壓器T2、二極管V4、二極管V8、二極管V9、二極管VlO、二極管Vl 1、二極管Vl 2、二極管V13、二極管V14、二極管Vl 5、二極管V16、二極管Vl 7、二極管V18、二極管V19和二極管V20，所述電阻R3連接IGBT模塊V3的柵極，所述IGBT模塊V3的漏極與二極管V4的陽極連接至電源地M，所述IGBT模塊V3的源極與二極管V4的陰極連接至變壓器Tl和T2原邊上繞組同名端處，所述電阻R5連接IGBT模塊V7的柵極，IGBT模塊V7的漏極與二極管V8的陽極連接至電源地M，所述IGBT模塊V7的源極與二極管V8的陰極連接至變壓器Tl和T2原邊下繞組非同名端處，所述變壓器Tl和T2原邊上下繞組連接處連接+15V電源P15，所述二極管V9、二極管V10、二極管VI1、二極管V12、二極管V13、二極管V14、二極管V15、二極管V16、二極管V17、二極管V18、二極管V19和二極管V20依次兩兩組合分別連接變壓器Tl、變壓器T2副邊的各繞組。所述電容Cl、電阻Rl和CD4047芯片組成提供180度反相的兩路高頻脈沖電壓輸出的多諧振蕩器電路。所述整形放大部分由電阻R2、電阻R4、三極管V1、三極管V2、三極管V5、三極管V6組成可將多諧振蕩器輸出的脈沖放大，且驅(qū)動IGBT模塊V3和IGBT模塊V7的推挽電路。
[0015]具體的，使用時，本電路中采用單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(CD4047)產(chǎn)生180度反相的兩路高頻脈沖信號。改變R1、C1的值調(diào)整輸出脈沖的頻率，脈沖頻率與R1、C1關(guān)系如下:
[0016]f=l/(4.4*Rl*Cl)
[0017]其波形圖如圖2所示。
[0018]兩路脈沖信號經(jīng)過兩組推挽電路(分別由電阻R2、三極管V1、三極管V2、電阻R4、三極管V5、三極管V6組成)放大來驅(qū)動兩個IGBT模塊V3和IGBT模塊V7，以其中一組為例，推挽電路電路由三極管V1、三極管V2和R2組成。脈沖電壓送入三極管V1、三極管V2的基極。當(dāng)信號為高電平的時候三極管Vl導(dǎo)通V2截止，IGBT模塊V3柵極為高電平，IGBT模塊V3導(dǎo)通;當(dāng)脈沖電壓輸出為低電平時三極管Vl截止，三極管V2導(dǎo)通，IGBT模塊V3的結(jié)電容通過電阻R3和三極管V2放電，IGBT模塊V3截止。兩個IGBT的柵極電壓波形與⑶4047管腳11、10的脈沖波形基本相同。當(dāng)IGBT模塊V3的柵極電壓為+15V時，IGBT模塊V7的柵極電壓為0V，IGBT模塊V3導(dǎo)通，IGBT模塊V7關(guān)斷，變壓器Tl和T2原邊上繞組同名端與電源地M相連，電壓為0V，電流由+15V電源P15連接的上繞組非同名端流向同名端，當(dāng)IGBT模塊V3的柵極電壓為OV時，IGBT模塊V7的柵極電壓為+15V，IGBT模塊V7導(dǎo)通，IGBT模塊V3關(guān)斷，變壓器Tl和T2原邊下繞組非同名端與電源地M相連，電壓為OV，電流由+15V電源P15連接的下繞組同名端流向非同名端。變壓器原邊同名端與非同名端的壓差波形如圖3所示。
[0019]變壓器Tl、變壓器T2原邊交替正反向激磁，在變壓器副邊產(chǎn)生高頻交流脈沖，變壓器副邊為六組獨(dú)立線圈，通過調(diào)整原邊和副邊的匝數(shù)比，得到六組獨(dú)立的20V交流脈沖電源，經(jīng)二極管V9、二極管V10、二極管VI1、二極管V12、二極管V13、二極管V14、二極管V15、二極管V16、二極管V17、二極管V18、二極管V19和二極管V20整流為互相隔離的6路20V(+15V，_5V)直流輸出，分別給主回路6組大功率IGBT提供驅(qū)動回路電源。
[0020]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變頻器的IGBT驅(qū)動電源電路，包括多諧振蕩器部分、整形放大部分和功率驅(qū)動及電源變換部分，其特征在于:所述多諧振蕩器部分中包括電容Cl、電阻Rl和CD4047芯片，所述⑶4047芯片管腳8、9、12連接電源地M，所述⑶4047芯片管腳I連接電容Cl，所述電容Cl另一端連接電阻Rl和⑶4047芯片管腳3，所述電阻Rl另一端連接⑶4047芯片管腳2，所述⑶4047芯片管腳4、5、6連接+15V電源P15。所述整形放大部分包括電阻R2、電阻R4、三極管Vl、三極管V2、三極管V5、三極管V6，所述⑶4047芯片管腳10、11連接電阻R2和電阻R4，所述電阻R2連接三極管Vl和V2的基極，所述電阻R4連接三極管V5和V6的基極。所述功率驅(qū)動及電源變換部分包括電阻R3、電阻R5、IGBT模塊V3、IGBT模塊V7、變壓器Tl、變壓器T2、二極管V4、二極管V8、二極管V9、二極管VlO、二極管Vl 1、二極管Vl 2、二極管V13、二極管V14、二極管V15、二極管V16、二極管V17、二極管V18、二極管V19和二極管V20，所述電阻R3連接IGBT模塊V3的柵極，所述IGBT模塊V3的漏極與二極管V4的陽極連接至電源地M，所述IGBT模塊V3的源極與二極管V4的陰極連接至變壓器Tl和T2原邊上繞組同名端處，所述電阻R5連接IGBT模塊V7的柵極，IGBT模塊V7的漏極與二極管V8的陽極連接至電源地M，所述IGBT模塊V7的源極與二極管V8的陰極連接至變壓器Tl和T2原邊下繞組非同名端處，所述變壓器Tl和T2原邊上下繞組連接處連接+15V電源Pl 5，所述二極管V9、二極管VlO、二極管Vl 1、二極管Vl 2、二極管V13、二極管V14、二極管V15、二極管V16、二極管V17、二極管V18、二極管V19和二極管V20依次兩兩組合分別連接變壓器Tl、變壓器T2副邊的各繞組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻器的IGBT驅(qū)動電源電路，其特征在于:所述電容Cl、電阻Rl和CD4047芯片組成提供180度反相的兩路高頻脈沖電壓輸出的多諧振蕩器電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻器的IGBT驅(qū)動電源電路，其特征在于:所述整形放大部分由電阻R2、電阻R4、三極管V1、三極管V2、三極管V5、三極管V6組成可將多諧振蕩器輸出的脈沖放大，且驅(qū)動IGBT模塊V3和IGBT模塊V7的推挽電路。
【文檔編號】H02M3/337GK205566109SQ201620314712
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】王建中, 張耀東, 邊軍, 朱蕓
【申請人】大連弘達(dá)冶金成套設(shè)備有限公司