一种用于IGBT驱动的Fly-Buck式高压隔离电源电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于IGBT驱动的Fly-Buck式高压隔离电源，涉及高压技术领域。
【背景技术】
[0002]在高压领域，IGBT是应用非常广泛的全控型功率器件。随着IGBT额定工作电压与串联IGBT数量的提高，IGBT驱动电路所用电源的对地隔离电压随之提高，电源制造难度、成本与体积也随之增大。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为了解决现有的IGBT驱动高压隔离电源隔离电压不高及隔离电源效率低、体积大等问题，进而提供了一种用于IGBT驱动的Fly-Buck式高压隔离电源电路。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是:一种用于IGBT驱动的Fly-Buck式高压隔离电源，所述Fly-Buck式高压隔离电源电路包括变压器、整流模块、Fly-Buck稳压模块;变压器作用是高压隔离、能量传递与电压变换，变压器的原边绕组连接外部交流电源，变压器的次边绕组连接整流模块，整流模块的作用是将交流电整流为直流电，整流模块的输出端连接Fly-Buck稳压模块;Fly-Buck稳压模块产生的正5伏、正15伏、负1伏稳定输出电压供IGBT驱动电路工作。
[0005]实用新型的有益效果是:
[0006]通过变压器实现高压隔离，只需改变变压器类型，即可实现与不同电压、频率的供电电源搭配。Fly-Buck拓扑开关电源结合了Buck降压斩波开关电源结构简单与Fly-back反激式开关电源多输出供电的优点。通过使用Fly-Buck拓扑开关电源，大大降低了电源成本、缩小了电源体积，并提高了电源效率，非常适用于IGBT的驱动供电。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的总体结构框图；图2为本实用新型的整流模块的电路图；图3为本实用新型的Fly-Buck稳压模块的电路图。
【具体实施方式】
[0008]【具体实施方式】一:如图1所示，本实施方式所述的用于IGBT驱动的Fly-Buck式高压隔离电源电路，包括变压器、整流模块、Fly-Buck稳压模块。变压器的作用是高压隔离、能量传递与电压变换，其原边绕组连接外部交流电源，次边绕组连接整流模块。整流模块的作用是将交流电整流为直流电，整流模块的输出端连接Fly-Buck稳压模块。Fly-Buck能产生正5伏、正15伏、负1伏的稳定输出电压，用于IGBT驱动电路工作。
[0009]【具体实施方式】二:如图1所示，本实施方式中，所述变压器由磁芯、一个原边绕组、一个次边绕组与绝缘组成;原边绕组连接外部交流电源，次边绕组输出端连接整流模块。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0010]【具体实施方式】三:如图2所示，本实施方式中，所述整流模块由接线端子及整流桥组成;变压器的次边绕组输出端连接整流模块的接线端子ISl，接线端子与整流桥相连接。具有纳秒级反向恢复时间的二极管D1、D2、D3、D4组成整流桥。DI的阳极与ISI的引脚2及D2的阴极相连，阴极与D3的阴极相连;D3的阳极与ISl的引脚I及D4的阴极相连;Dl与D3阴极的连接点为节点I，D2与D4阳极的连接点为节点2，两节点与Fly-Buck稳压模块相连接。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一或二相同。
[0011]【具体实施方式】四:如图3所示，本实施方式中，所述Fly-Buck稳压模块由降压转换器芯片LM5160及其周边电路组成。Fly-Buck稳压模块的核心器件是降压转换器芯片LM5160。整流模块输出节点I和节点2分别连接LM5160的VIN引脚和地；电阻RON跨接在LM5160的VIN引脚和RON引脚之间；齐纳二极管DZ47的阳极接地，阴极接节点I;非极性电容CINl和CIN2均跨接在降压转换器芯片LM5160的VIN引脚和地之间；电阻RUV2跨接在节点I和LM5160的EN/UVL0引脚之间，电阻RUVl跨接在LM5160的EN/UVL0引脚与地之间；无极性电容CSS跨接在LM5160的SS引脚与地之间；LM5160的AGND引脚、PGND引脚和PAD引脚均接地。LM5160的两个SW引脚相连接，无极性电容CBST跨接在LM5160的BST引脚和SW引脚之间；LM5160的FP丽引脚和VCC引脚相连接，无极性电容Cvcc跨接在LM5160的VCC引脚与地之间；电阻Rr—端连接LM5160的SW引脚，另一端为节点4;无极性电容Cac跨接在LM5160的FB引脚和节点4之间;无极性电容Cr一端连接节点4，另一端为节点3，节点3向外输出正5伏电压；电阻RFB2跨接于节点3和LM5160的FB引脚之间；电阻RFBl跨接于LM5160的FB引脚与地之间；无极性电容COUT跨接在结点3和地之间；耦合电感Couple共有初级绕组side、次边绕组sidel、次边绕组side2三个绕组，初级绕组side的同名端连接节点3，非同名端连接LM5160的SW引脚。二极管DR16的阳极和阴极分别连接Couple的次边绕组sidel的同名端和地，次边绕组sidel的非同名端输出负10伏电压。无极性电容C0UT16跨接在次边绕组sidel的非同名端和地之间。齐纳二极管DZ16的阴极接地，阳极连接s i de I的非同名端；二极管DRl 5的阳极连接Couple的次边绕组side2的同名端，阴极输出正15伏电压。Couple的次边绕组side2的非同名端接地;无极性电容C0UT15跨接在地和DR15的阴极之间；齐纳二极管DZ15的阳极接地，阴极接DRl5的阴极。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
[0012]以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围。
【主权项】
1.一种用于IGBT驱动的Fly-Buck式高压隔离电源电路，其特征在于:所述高压隔离电源电路包括变压器、整流模块、Fly-Buck稳压模块;变压器的作用是高压隔离、能量传递与电压变换，其原边绕组连接外部交流电源，次边绕组连接整流模块;整流模块的作用是将交流电整流为直流电，整流模块的输出端连接Fly-Buck稳压模块;Fly-Buck稳压模块能产生正5伏、正15伏、负1伏的稳定输出电压，用于IGBT驱动电路工作。2.根据权利要求1所述的用于IGBT驱动的Fly-Buck式高压隔离电源电路，其特征在于:所述变压器由磁芯、一个原边绕组、一个次边绕组与绝缘组成；原边绕组连接外部交流电源;次边绕组输出端连接整流模块。3.根据权利要求1或2所述的用于IGBT驱动的Fly-Buck式高压隔离电源电路，其特征在于:所述整流模块由接线端子及整流桥组成;变压器的次边绕组输出端连接整流模块的接线端子IS1，接线端子与整流桥相连接;具有纳秒级反向恢复时间的二极管D1、D2、D3、D4组成整流桥;Dl的阳极与ISl的引脚2及D2的阴极相连，阴极与D3的阴极相连;D3的阳极与ISl的引脚I及D4的阴极相连;DI与D3阴极的连接点为整流输出节点I; D2与D4阳极的连接点为整流输出节点2，两节点与Fly-Buck稳压模块相连接。4.根据权利要求1所述的用于IGBT驱动的Fly-Buck式高压隔离电源电路，其特征在于:所述Fly-Buck稳压模块由降压转换器芯片LM5160及其周边电路组成;Fly-Buck稳压模块的核心器件是降压转换器芯片LM5160;整流模块输出节点I和节点2分别连接LM5160的VIN引脚和地；电阻RON跨接在LM5160的VIN引脚和RON引脚之间；齐纳二极管DZ47的阳极接地，阴极接节点I;非极性电容CINl和CIN2均跨接在降压转换器芯片LM5160的VIN引脚和地之间；电阻RUV2跨接在节点I和LM5160的EN/UVL0引脚之间，电阻RUVl跨接在LM5160的EN/UVL0引脚与地之间；无极性电容CSS跨接在LM5160的SS引脚与地之间；LM5160的AGND引脚、PGND弓丨脚和PAD引脚均接地;LM5160的两个SW引脚相连接，无极性电容CBST跨接在LM5160的BST引脚和SW引脚之间；LM5160的FP丽引脚和VCC引脚相连接，无极性电容Cvcc跨接在LM5160的VCC引脚与地之间；电阻Rr—端连接LM5160的SW引脚，另一端为节点4;无极性电容Cac跨接在LM5160的FB引脚和节点4之间;无极性电容Cr 一端连接节点4，另一端为节点3，节点3向外输出正5伏电压；电阻RFB2跨接于节点3和LM5160的FB引脚之间；电阻RFBl跨接于LM5160的I7B引脚与地之间；无极性电容COUT跨接在结点3和地之间；耦合电感Coup I e共有初级绕组side、次边绕组sidel、次边绕组side2三个绕组，初级绕组side的同名端连接节点3，非同名端连接LM5160的SW引脚;二极管DRl 6的阳极和阴极分别连接Coup I e的次边绕组s i de I的同名端和地，次边绕组sidel的非同名端输出负10伏电压;无极性电容C0UT16跨接在次边绕组sidel的非同名端和地之间；齐纳二极管DZ16的阴极接地，阳极连接sidel的非同名端;二极管DRl 5的阳极连接Coup I e的次边绕组s i de2的同名端，阴极输出正15伏电压;Coup I e的次边绕组side2的非同名端接地;无极性电容C0UT15跨接在地和DR15的阴极之间；齐纳二极管DZ15的阳极接地，阴极接DRl 5的阴极。
【专利摘要】一种用于IGBT驱动的Fly?Buck式高压隔离电源电路，涉及一种高压隔离电源。解决了现有的IGBT驱动高压隔离电源隔离电压不高及隔离电源效率低、体积大等问题。所述电路包括变压器、整流模块、Fly?Buck稳压模块。变压器的原边绕组连接外部交流电源，变压器的次边绕组连接整流模块，整流模块的输出端连接Fly?Buck稳压模块，Fly?Buck稳压模块输出正5伏、正15伏与负10伏稳定电压。通过使用Fly?Buck拓扑开关电源，大大降低了电源成本、缩小了电源体积并提高了电源效率，非常适用于IGBT的驱动供电。
【IPC分类】H02M1/08
【公开号】CN205385403
【申请号】CN201620189764
【发明人】康守强, 陈庆国, 杨雅俊, 赵丰, 王新宇, 池明赫
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年3月14日