專利名稱：一種車用igbt驅(qū)動電源電路，構(gòu)成方法及其電驅(qū)動系統(tǒng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動汽車用絕緣柵雙極晶體管(IGBT)驅(qū)動電源的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車用IGBT驅(qū)動電源電路，構(gòu)成方法及其電驅(qū)動系統(tǒng)電路。
背景技術(shù)：
近年來，電動車作為環(huán)保型的交通工具受到了各國政府的普遍重視，電動汽車正是在這樣的前提下迅速發(fā)展起來的一種新型汽車，它以車載電源作為動力源。主要的工作過程是將直流車載電源(鉛酸電池或鋰電池)通過功率開關(guān)管的逆變作用轉(zhuǎn)換為三相交流 電源供給電動機，進而達到驅(qū)動整車行進的目的。
隨著對整車性能要求的提升，整車需求功率做的越來越大，在電壓等級不變的情況下，單個器件的過電流能力也是一定的，要獲得更大的功率，就要通過將若干個器件并聯(lián)的方式來實現(xiàn)。所以在驅(qū)動電源方面就要提高其驅(qū)動能力，以達到解決并聯(lián)器件實現(xiàn)可靠工作的目的。IGBT的驅(qū)動電源大都采用線性電源供電，目前常用的是借助控制芯片，利用高頻變壓器來實現(xiàn)多路獨立電源的產(chǎn)生。對于單路驅(qū)動電源驅(qū)動能力不夠的問題，可通過將兩路或幾路并聯(lián)的方式來實現(xiàn)，這樣既可解決驅(qū)動能力的問題，也不用重新開發(fā)新的變壓器，有利于節(jié)省開發(fā)周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的IGBT驅(qū)動電源電路，采用并聯(lián)方式提升驅(qū)動電流、減小初始階段電壓、電流的沖擊值，提高IGBT驅(qū)動的可靠性。采用兩路并聯(lián)的方式實現(xiàn)驅(qū)動電流的提升，減小開始階段電流、電壓的沖擊值，也可縮短達到穩(wěn)定電壓的時間。將一個輸入電壓利用高頻變壓器T實現(xiàn)多路獨立電源的輸出，并根據(jù)情況將輸出電源兩路或多路并聯(lián)，另設(shè)一路反饋回路，采用控制芯片，通過調(diào)節(jié)外接開關(guān)管的PWM占空比實現(xiàn)輸出電壓的可調(diào)節(jié)性。在輸出多路獨立電源側(cè)，采用穩(wěn)壓管Zl、Z2將電壓穩(wěn)在所需要的值上，進而實現(xiàn)輸出電源電壓各自的相對穩(wěn)定。具體技術(shù)方案如下一種車用IGBT驅(qū)動電源電路，進一步地，包括電源，控制芯片，開關(guān)管和反饋端，其中，所述電源加在控制芯片的輸入電壓端；所述開關(guān)管外接在控制芯片上；所述控制芯片調(diào)節(jié)外接開關(guān)管的PWM占空比實現(xiàn)輸出電壓的可調(diào)節(jié)性；采用一路副邊作為反饋端，通過對反饋端電壓的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)變壓器副邊電壓輸出。進一步地，所述控制芯片具有內(nèi)部的控制調(diào)節(jié)電路，用于產(chǎn)生可調(diào)占空比的PWM信號，用以驅(qū)動外接的開關(guān)管，并將所產(chǎn)生的脈沖電壓輸入到高頻變壓器T的原邊。進一步地，所述高頻變壓器T工作，副邊各路都依據(jù)變壓器的匝比變壓，將其中一路副邊作為反饋端。
進一步地，所述電源為電動汽車用低壓電源。進一步地，所述開關(guān)管為電動汽車用絕緣柵雙極晶體管。進一步地，所述驅(qū)動電源電路包括一個15V左右的正壓和一個-5V左右的負壓。上述車用IGBT驅(qū)動電源電路的構(gòu)成方法，采用如下步驟將電源加在控制芯片的輸入電壓端，經(jīng)過內(nèi)部的控制調(diào)節(jié)電路，產(chǎn)生一個可調(diào)占空比的PWM信號，用以驅(qū)動外接的開關(guān)管，進而將所產(chǎn)生的脈沖電壓輸入到高頻變壓器T的原邊，變壓器工作，副邊各路都依據(jù)變壓器的匝比變壓，將其中一路副邊作為反饋端，通過對反饋端電壓的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)變壓器副邊電壓輸出。上述車用IGBT驅(qū)動電源電路的電驅(qū)動系統(tǒng)電路，進一步地，包括動力電池電源Vl，電源的內(nèi)阻Rl，兩個電容Cl和C2，電感L，兩個功率IGBT管Ql和Q2以及分別和它們反并聯(lián)的兩個二極管Dl和D2，由Q3-Q8組成的三相逆變電路以及電機?！?br> 與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過將高頻變壓器T的副邊并聯(lián)的方式，實現(xiàn)電壓不變、電流能力增強的驅(qū)動效果，可解決針對大功率電路中有較多功率開關(guān)器件可靠驅(qū)動的問題。


圖一帶雙向電源變換的電驅(qū)動系統(tǒng)二電路并聯(lián)實現(xiàn)穩(wěn)壓電源的實施例圖三單路與兩路并聯(lián)后總輸出電壓對比四單路與兩路并聯(lián)后正向電壓對比五單路與兩路并聯(lián)后電流對比圖
具體實施例方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進行詳細描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。本發(fā)明中所涉及的IGBT驅(qū)動電源電路，主要是針對單路電源驅(qū)動能力不夠的問題，通過并聯(lián)的方式增強其驅(qū)動能力，而且也可有效縮短項目的開發(fā)周期。本發(fā)明的有益效果是通過將高頻變壓器T的副邊并聯(lián)的方式，實現(xiàn)電壓基本不變、電流能力增強的驅(qū)動效果，可解決針對大功率電路中有較多功率開關(guān)器件可靠驅(qū)動的問題。下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明做進一步詳細的描述本發(fā)明中所涉及的帶雙向電源變換的電驅(qū)動系統(tǒng)電路如圖一所示，主要由動力電池電源VI、電源的內(nèi)阻Rl兩個電容(Cl和C2)、電感L、兩個功率IGBT管(Ql和Q2)以及分別和它們反并聯(lián)的兩個二極管(Dl和D2)、由Q3 Q8組成的三相逆變電路以及電機組成。本文主要針對功率開關(guān)管Ql和Q2的驅(qū)動電源進行說明。圖二所示的是變壓器副邊并聯(lián)實現(xiàn)穩(wěn)壓電源的實施例電路，其具體的工作方式為將車用低壓電源(一般是一個波動的量)加在控制芯片的輸入電壓端，經(jīng)過內(nèi)部的控制調(diào)節(jié)電路，產(chǎn)生一個可調(diào)占空比的PWM信號，用以驅(qū)動外接的開關(guān)管，進而將所產(chǎn)生的脈沖電壓輸入到高頻變壓器T的原邊，變壓器工作，副邊各路都依據(jù)變壓器的匝比變壓，將其中一路副邊作為反饋端，通過對反饋端電壓的調(diào)節(jié)，進而達到調(diào)節(jié)變壓器副邊電壓輸出的目的。功率開關(guān)管IGBT在正向開通時需要一個15 20V的電壓，關(guān)斷時一般需要一個-1(T-5V的關(guān)斷電壓，所以其驅(qū)動電源電路應(yīng)包括一個15V左右的正壓和一個-5V左右的負壓。在圖二所示的實施例中，為了方便的表示出并聯(lián)后電路的特征，采用了一個單路、一個兩路并聯(lián)的連接方式，其后續(xù)電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)都相同，輸出電壓分別為VI、V2、V3、V4。穩(wěn)壓管Zl和Z2主要起穩(wěn)定電壓Vl和V3的作用，在副邊輸出電壓較穩(wěn)定的前提下，電壓V2、V4也為穩(wěn)定的電壓值，可有效減少對功率開關(guān)管的沖擊，實現(xiàn)其可靠工作。圖三是圖二中所示實施例電路的單路與兩路并聯(lián)后總輸出電壓對比仿真圖，“V1-V2”是單路的總輸出電壓值，“V3-V4”為兩路并聯(lián)后的總輸出電壓值。由圖可以看出，并聯(lián)后輸出電壓與單路輸出電壓相比一開始的峰值電壓波動比較小，而且經(jīng)過較短的時間就達到了相對穩(wěn)定值點，單路電壓達到穩(wěn)定后兩電壓就都處在了同一個穩(wěn)定的電壓上。由·此可見，采用兩路并聯(lián)后，不僅電壓波動的范圍變小，達到穩(wěn)定工作所需的時間也變短，對功率開關(guān)管器件的可靠工作提供了更好的條件，也有助于提高其工作的可靠性。圖四是圖二中所示實施例電路的單路與兩路并聯(lián)后正向電壓對比仿真圖，Vl是單路的輸出電壓值，V3為兩路并聯(lián)后的輸出電壓值。由圖可以看出，并聯(lián)后輸出電壓與單路輸出電壓相比基本有變化，都處在同一個穩(wěn)定的電壓上。圖五是圖二中所示實施例電路的單路與兩路并聯(lián)后電流對比仿真圖，Il是單路中流過的電流，而12則為兩路并聯(lián)時流過的電流。由圖可以看出，兩路并聯(lián)后初始階段流過電流的瞬間波動值較單路的小，也可有效緩解對功率開關(guān)管的沖擊，但從圖上也看看到后面的紋波或比單路的稍微大一點，在實際的應(yīng)用中加一個濾波就可解決這個問題。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車用IGBT驅(qū)動電源電路，其特征在于，包括電源，控制芯片，開關(guān)管和反饋端，其中， 所述電源加在控制芯片的輸入電壓端； 所述開關(guān)管外接在控制芯片上； 所述控制芯片調(diào)節(jié)外接開關(guān)管的PWM占空比實現(xiàn)輸出電壓的可調(diào)節(jié)性； 采用一路副邊作為反饋端，通過對反饋端電壓的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)變壓器副邊電壓輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的車用IGBT驅(qū)動電源電路，其特征在于，所述控制芯片具有內(nèi)部的控制調(diào)節(jié)電路，用于產(chǎn)生可調(diào)占空比的PWM信號，用以驅(qū)動外接的開關(guān)管，并將所產(chǎn)生的脈沖電壓輸入到高頻變壓器T的原邊。
3.如權(quán)利要求2所述的車用IGBT驅(qū)動電源電路，其特征在于，所述高頻變壓器T工作，副邊各路都依據(jù)變壓器的匝比變壓，將其中一路副邊作為反饋端。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的車用IGBT驅(qū)動電源電路，其特征在于，所述電源為電動汽車用低壓電源。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的車用IGBT驅(qū)動電源電路，其特征在于，所述開關(guān)管為電動汽車用絕緣柵雙極晶體管。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的車用IGBT驅(qū)動電源電路，其特征在于，所述驅(qū)動電源電路包括一個15V左右的正壓和一個-5V左右的負壓。
7.如權(quán)利要求1-6所述車用IGBT驅(qū)動電源電路的構(gòu)成方法，其特征在于，采用如下步驟將電源加在控制芯片的輸入電壓端，經(jīng)過內(nèi)部的控制調(diào)節(jié)電路，產(chǎn)生一個可調(diào)占空比的PWM信號，用以驅(qū)動外接的開關(guān)管，進而將所產(chǎn)生的脈沖電壓輸入到高頻變壓器T的原邊，變壓器工作，副邊各路都依據(jù)變壓器的匝比變壓，將其中一路副邊作為反饋端，通過對反饋端電壓的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)變壓器副邊電壓輸出。
8.采用如權(quán)利要求1-6所述車用IGBT驅(qū)動電源電路的電驅(qū)動系統(tǒng)電路，其特征在于，包括動力電池電源Vl，電源的內(nèi)阻Rl，兩個電容Cl和C2，電感L，兩個功率IGBT管Ql和Q2以及分別和它們反并聯(lián)的兩個二極管Dl和D2，由Q3-Q8組成的三相逆變電路以及電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車用IGBT驅(qū)動電源電路，構(gòu)成方法及其電驅(qū)動系統(tǒng)電路，將一個輸入電壓利用高頻變壓器T實現(xiàn)多路獨立電源的輸出，并根據(jù)情況將輸出電源兩路或多路并聯(lián)，另設(shè)一路反饋回路，采用控制芯片，通過調(diào)節(jié)外接開關(guān)管的PWM占空比實現(xiàn)輸出電壓的可調(diào)節(jié)性。在輸出多路獨立電源側(cè)，采用穩(wěn)壓管Z1、Z2將電壓穩(wěn)在所需要的值上，進而實現(xiàn)輸出電源電壓各自的相對穩(wěn)定。
文檔編號H02M7/48GK102946198SQ201210404749
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者袁文爽, 吳瑞, 魏昌田 申請人:奇瑞汽車股份有限公司