专利名称：一种用于igbt的驱动电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源领域，更具体的说，是涉及一种用于IGBT的驱动电源。
背景技术：
随着电子信息产业的飞速发展，开关电源被广泛的应用在计算机、电力设备、仪器仪表、LED照明、医疗器械、军工设备等领域。现有技术中，常用电源的电路结构中包括有功率级电路、控制电路和给控制电路供电的偏置电压电路，控制电路接收所述偏置电压电路提供的满足要求的偏置电压后开始工作，并且控制功率级电路中的开关管的开关动作，进而保证所述功率级电路输出稳定的电压。如图I所示，所述功率级电路包括有一磁性元件(如变压器)，偏置电压电路通过变压器副边辅助绕组与所述磁性元件进行耦合以获得所需要的偏置电压，进而对输出电压进行·调节，然而辅助绕组势必造成整个电路结构复杂、占用PCB的面积大且耗损高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于IGBT的驱动电源，以克服现有技术中IGBT驱动电源需要变压器副边辅助绕组带来的电路结构复杂，占用面积大的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种用于IGBT的驱动电源，包括EMC电路、启动保护电路、突波吸收电路、主控电路、功率电路、开关变压器，所述EMC电路用于对输入交流电进行滤波；所述启动保护电路的输入端与所述EMC电路的第一输出端相连，用来设置启动电压；所述突波吸收电路的第一端与所述EMC电路的第一输出端以及所述开关变压器的第二端相连，用于吸收尖峰电压；所述主控电路的第一端与所述启动保护电路的第一输出端相连，第二端与所述启动保护电路的第二输出端相连，第三端分别与所述EMC电路的第二输入端、所述启动保护电路的第三输出端以及所述功率电路的第一端相连，第四端与所述功率电路的第二端相连，第五端与所述功率电路的第三端相连，第六端分别与所述功率电路的第四端、所述突波吸收电路的第二端以及所述开关变压器的第一端相连，用于比较预设电压与所述功率电路采样电压的大小，并产生PWM信号控制所述功率电路中的开关管的导通与关断。优选的，所述EMC电路包括第一电容以及第二电容，所述第一电容与所述第二电容并联，其公共端分别作为所述EMC电路的第一输出
端以及第二输出端。优选的，所述启动保护电路包括第一电阻、第二电阻以及第五电容，所述第一电阻的第一端与所述EMC电路的第一输出端相连，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述EMC电路的第二输出端相连，所述第二电阻的第一端作为所述启动保护电路的第一输出端，所述第五电容的第一端以及第二端依次作为所述保护启动电路的第二输出端以及第三输出端。优选的，所述突波吸收电路包括第三电阻、第三电容以及第一二极管，所述第三电阻的第一端与所述第三电容的第一端相连，且作为所述突波吸收电路的第一端，所述第三电阻的第二端分别与所述第三电容的第二端以及所述第一二极管的阴极相连，所述第一二极管的阳极作为所述突波吸收电路的第二端。优选的，所述主控电路包括主控芯片、第四电阻以及第五电阻，所述主控芯片的EN端、S端、GND端、ISEN端、G端、VIN端依次作为所述主控电路的第一端、第二端、第三端、第四端、第七端，所述主控芯片的VREF端通过所述第四电阻与所述启动保护电路的第三输入端相连，所述主控电路的FB端与所述第五电阻的第一端相连，所述第五电阻的第二端作为所述主控电路的第六端。 优选的，所述功率电路包括第一开关管以及第六电阻，所述第六电阻的第一端作为所述功率电路的第一端，所述第六电阻的第二端与所述第一开关管的源极相连，且作为所述功率电路的第二端，所述第一开关管的栅极作为所述功率电路的第三端，所述第一开关管的漏极作为所述功率电路的第四端。优选的，还包括至少一条输出电路，每条输出电路包括二极管D201、电容C201、电容C202、电容C203、稳压二极管DZ21、电阻R21，所述二极管D201的阳极与变压器的副边同名端相连，所述二极管D201的阴极分别与所述电容C201的第一端、所述电容C202的第一端以及所述稳压二极管DZ21的阴极相连，且作为所述输出电路的输出正端；所述变压器的副边异名端分别与所述电容C201的第二端、所述电容C203的第一端以及所述电阻R21的第一端相连，且作为所述输出电路的输出负端；所述电容C203的第二端分别与所述电阻R21的第二端以及所述稳压二极管ZD21的阳极相连，且作为所述输出电路的输出地端。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种用于IGBT的驱动电源，包括EMC电路、启动保护电路、突波吸收电路、主控电路、功率电路、开关变压器，其中，EMC电路用于对输入交流电进行滤波，启动保护电路用来设置启动电压，突波吸收电路用于吸收尖峰电压，主控电路用于比较预设电压与所述功率电路采样电压的大小，并产生PWM信号控制所述功率电路中的开关管的导通与关断。本发明提供的驱动电源采用变压器原边反馈的方式，不需要通过变压器副边辅助绕组与所述磁性元件进行耦合，电路结构简单，成本低，占用PCB面积小。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图I为现有技术中驱动电路的电路结构图；图2为本发明实施例提供的一种用于IGBT的驱动电源的电路结构图3为本发明实施例提供的驱动电源中输出电路的结构示意图；图4为本发明实施例提供的一种用于IGBT的驱动电源的具体实现图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅附图1，为现有技术中开关电源的电路原理图，以功率级电路为单级反激式变换器电路为例，所述开关电源电路包括整流桥101、滤波电路102、变压器103、偏置电压电路104、控制电路105以及第一开关管Ql。其工作原理为外接交流电AC经过整流桥101以及滤波电路102的处理后，输入到变压器103的原边同名端，变压器103的原边异名端通 过第一开关管Ql与地相连。其中，偏置电压电路104为控制电路105供电以保证该控制电路105输出一控制信号来控制第一开关管Ql的导通和关断的状态，进而保证变压器103的副边输出稳定的电压供给负载。其中，开关电源中的偏置电压电路104是通过其中的变压器副边辅助绕组对变压器103的原边绕组进行耦合以获得电能，所述电能存储在所述偏置电压电路104的电容中，所述电容两端的电压作为偏置电压供给控制电路105，但是其辅助绕组的体积较大且耗损高。针对上述技术问题，本发明提供了一种用于IGBT的驱动电源，包括EMC电路10、启动保护电路20、突波吸收电路30、主控电路40、功率电路50、开关变压器60，其中，所述EMC电路用于对输入交流电进行滤波；所述启动保护电路的输入端与所述EMC电路的第一输出端相连，用来设置启动电压；所述突波吸收电路的第一端与所述EMC电路的第一输出端以及所述开关变压器的第二端相连，用于吸收尖峰电压。所述主控电路的第一端与所述启动保护电路的第一输出端相连，第二端与所述启动保护电路的第二输出端相连，第三端分别与所述EMC电路的第二输入端、所述启动保护电路的第三输出端以及所述功率电路的第一端相连，第四端与所述功率电路的第二端相连，第五端与所述功率电路的第三端相连，第六端分别与所述功率电路的第四端、所述突波吸收电路的第二端以及所述开关变压器的第一端相连，用于比较预设电压与所述功率电路采样电压的大小，并产生PWM信号控制所述功率电路中的开关管的导通与关断。本发明实施例中的IGBT驱动电源，采用了变压器原边反馈的方式，省去了变压器副边辅助绕组及光耦隔离电路，使得电路结构简单，电路器件较少。具体的，本发明还提供了一种应用于IGBT的驱动电源中各个组成电路的具体电路结构，其连接关系如下所述EMC电路包括第一电容以及第二电容，所述第一电容与所述第二电容并联，其公共端分别作为所述EMC电路的第一输出端以及第二输出端。所述启动保护电路包括第一电阻、第二电阻以及第五电容，所述第一电阻的第一端与所述EMC电路的第一输出端相连，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述EMC电路的第二输出端相连，所述第二电阻的第一端作为所述启动保护电路的第一输出端，所述第五电容的第一端以及第二端依次作为所述保护启动电路的第二输出端以及第三输出端。所述突波吸收电路包括第三电阻、第三电容以及第一二极管，所述第三电阻的第一端与所述第三电容的第一端相连，且作为所述突波吸收电路的第一端，所述第三电阻的第二端分别与所述第三电容的第二端以及所述第一二极管的阴极相连，所述第一二极管的阳极作为所述突波吸收电路的第二端。所述主控电路包括主控 芯片、第四电阻以及第五电阻，所述主控芯片的EN端、S端、GND端、ISEN端、G端、VIN端依次作为所述主控电路的第一端、第二端、第三端、第四端、第七端，所述主控芯片的VREF端通过所述第四电阻与所述启动保护电路的第三输入端相连，所述主控电路的FB端与所述第五电阻的第一端相连，所述第五电阻的第二端作为所述主控电路的第六端。所述功率电路包括第一开关管以及第六电阻，所述第六电阻的第一端作为所述功率电路的第一端，所述第六电阻的第二端与所述第一开关管的源极相连，且作为所述功率电路的第二端，所述第一开关管的栅极作为所述功率电路的第三端，所述第一开关管的漏极作为所述功率电路的第四端。请参阅图3，本发明提供的一种应用于IGBT的驱动电源还包括至少一条输出电路，每条输出电路包括二极管D201、电容C201、电容C202、电容C203、稳压二极管DZ21、电阻R21，所述二极管D201的阳极与变压器的副边同名端相连，所述二极管D201的阴极分别与所述电容C201的第一端、所述电容C202的第一端以及所述稳压二极管DZ21的阴极相连，且作为所述输出电路的输出正端；所述变压器的副边异名端分别与所述电容C201的第二端、所述电容C203的第一端以及所述电阻R21的第一端相连，且作为所述输出电路的输出负端；所述电容C203的第二端分别与所述电阻R21的第二端以及所述稳压二极管ZD21的阳极相连，且作为所述输出电路的输出地端。结合上述电路的具体连接关系，如图4所示，对本发明提供的驱动电源的工作原理进行说明EMC电路对输入的交流电进行滤波处理，使得输入电压平稳，通过电阻Rl和R2串联组成的分压电路对输入电压进行分压，本发明中，还可以通过对采样电阻R2上的电压与主控芯片ICl中的电压门限值VREF进行比较来确定最低启动电压并通过主控芯片ICl内部的恒流源对电容C5充电来设置软启动时间。同时，主控芯片ICl的VCC端通过电容C4接地，进行滤波。主控芯片ICl通过用于比较预设电压与所述功率电路采样电压的大小，并产生PWM信号控制所述功率电路中的开关管的导通与关断。其输出电压的大小由反馈电阻与参考电阻确定，计算公式如下Vom = — — X X VRrF
^ PS ^REF其中，Rfb为连接至变压器原边的反馈电阻，Rkef为参考电阻，Nps为变压器的原副边圈比，Veef为芯片内部比较器的参考电压。需要说明的是，本实施例中功率器件为M0SFET，但并不局限于此。综上所述本发明提供了一种用于IGBT的驱动电源，包括EMC电路、启动保护电路、突波吸收电路、主控电路、功率电路、开关变压器，其中，EMC电路用于对输入交流电进行滤波，启动保护电路用来设置启动电压，突波吸收电路用于吸收尖峰电压，主控电路用于比较预设电压与所述功率电路采样电压的大小，并产生PWM信号控制所述功率电路中的开关管的导通与关断。本发明提供的驱动电源采用变压器原边反馈的方式，不需要通过变压器副边辅助绕组与所述磁性元件进行耦合，电路结构简单，成本低，占用PCB面积小。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。·
权利要求
1.一种用于IGBT的驱动电源，其特征在于，包括EMC电路、启动保护电路、突波吸收电路、主控电路、功率电路、开关变压器， 所述EMC电路用于对输入交流电进行滤波； 所述启动保护电路的输入端与所述EMC电路的第一输出端相连，用来设置启动电压； 所述突波吸收电路的第一端与所述EMC电路的第一输出端以及所述开关变压器的第二端相连，用于吸收尖峰电压； 所述主控电路的第一端与所述启动保护电路的第一输出端相连，第二端与所述启动保护电路的第二输出端相连，第三端分别与所述EMC电路的第二输入端、所述启动保护电路的第三输出端以及所述功率电路的第一端相连，第四端与所述功率电路的第二端相连，第五端与所述功率电路的第三端相连，第六端分别与所述功率电路的第四端、所述突波吸收电路的第二端以及所述开关变压器的第一端相连，用于比较预设电压与所述功率电路采样电压的大小，并产生PWM信号控制所述功率电路中的开关管的导通与关断。
2.根据权利要求I所述的驱动电源，其特征在于，所述EMC电路包括第一电容以及第二电容， 所述第一电容与所述第二电容并联，其公共端分别作为所述EMC电路的第一输出端以及第二输出端。
3.根据权利要求I所述的驱动电源，其特征在于，所述启动保护电路包括第一电阻、第二电阻以及第五电容， 所述第一电阻的第一端与所述EMC电路的第一输出端相连,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述EMC电路的第二输出端相连，所述第二电阻的第一端作为所述启动保护电路的第一输出端，所述第五电容的第一端以及第二端依次作为所述保护启动电路的第二输出端以及第三输出端。
4.根据权利要求I所述的驱动电源，其特征在于，所述突波吸收电路包括第三电阻、第三电容以及第一二极管， 所述第三电阻的第一端与所述第三电容的第一端相连，且作为所述突波吸收电路的第一端，所述第三电阻的第二端分别与所述第三电容的第二端以及所述第一二极管的阴极相连，所述第一二极管的阳极作为所述突波吸收电路的第二端。
5.根据权利要求I所述的驱动电源，其特征在于，所述主控电路包括主控芯片、第四电阻以及第五电阻， 所述主控芯片的EN端、S端、GND端、ISEN端、G端、VIN端依次作为所述主控电路的第一端、第二端、第三端、第四端、第七端，所述主控芯片的VREF端通过所述第四电阻与所述启动保护电路的第三输入端相连，所述主控电路的FB端与所述第五电阻的第一端相连，所述第五电阻的第二端作为所述主控电路的第六端。
6.根据权利要求I所述的驱动电源，其特征在于，所述功率电路包括第一开关管以及第六电阻， 所述第六电阻的第一端作为所述功率电路的第一端，所述第六电阻的第二端与所述第一开关管的源极相连，且作为所述功率电路的第二端，所述第一开关管的栅极作为所述功率电路的第三端，所述第一开关管的漏极作为所述功率电路的第四端。
7.根据权利要求I所述的驱动电源，其特征在于，还包括至少一条输出电路，每条输出电路包括二极管D201、电容C201、电容C202、电容C203、稳压二极管DZ21、电阻R21， 所述二极管D201的阳极与变压器的副边同名端相连，所述二极管D201的阴极分别与所述电容C201的第一端、所述电容C202的第一端以及所述稳压二极管DZ21的阴极相连，且作为所述输出电路的输出正端； 所述变压器的副边异名端分别与所述电容C201的第二端、所述电容C203的第一端以及所述电阻R21的第一端相 连，且作为所述输出电路的输出负端； 所述电容C203的第二端分别与所述电阻R21的第二端以及所述稳压二极管ZD21的阳极相连，且作为所述输出电路的输出地端。
全文摘要
本发明提供了一种用于IGBT的驱动电源，包括EMC电路、启动保护电路、突波吸收电路、主控电路、功率电路、开关变压器，其中，EMC电路用于对输入交流电进行滤波，启动保护电路用来设置启动电压，突波吸收电路用于吸收尖峰电压，主控电路用于比较预设电压与所述功率电路采样电压的大小，并产生PWM信号控制所述功率电路中的开关管的导通与关断。本发明提供的驱动电源采用变压器原边反馈的方式，不需要通过变压器副边辅助绕组与所述磁性元件进行耦合，电路结构简单，成本低，占用PCB面积小。
文档编号H02M7/04GK102904453SQ201210449318
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者贾俊玲, 滕波 申请人:重庆长安汽车股份有限公司, 重庆长安新能源汽车有限公司