一种基于igbt串并联的电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及大功率电源技术领域，特别是涉及一种基于IGBT串并联的电源。
【背景技术】
[0002]超级电容器作为一种双电层电容器，由于特殊的原材料和制作方法使其完全不同于传统的电解电容器，其单体容量远远超过传统电容器的容量，具有较高的功率密度和效率，兼具电池与电容的双重特性，是一种性能极佳的动力电源。超级电容器满足了市场对高频率、大强度、高循环次数、并符合环保政策的动力电源的需求，在电动汽车、电子电器、蓄能装置、太阳能等领域有着极好的发展前景。
[0003]现有技术中给超级电容器充电的电源通常为基于IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)单管串联的高压BUCK型电源，但是该电源串联的IGBT单管中，虽然使用的IGBT单管耐压等级高，但是也造成了整个电源电路的开关损耗大、成本高、噪声大，开关频率低的缺点，降低了功率因数和效率。
[0004]因此，如何提供一种包括损耗小、成本低、噪声小、频率高的开关的电源是本领域技术人员目前需要解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种基于IGBT串并联的电源，减小了作为开关的IGBT串并第一电路的开关损耗，节约了成本和噪声，提高了开关频率，使得开关频率接近音频上限，提高了整个电源的功率因数和效率。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于IGBT串并联的电源，包括主电路单元和控制单元，其中，所述主电路单元包括用于输出三相交流电的三相交流电源、用于对所述三相交流电进行整流，生成直流电的三相整流电路以及IGBT串并第一电路，其中:
[0007]所述三相交流电源与所述三相整流电路连接，所述IGBT串并第一电路分别与所述三相整流电路、所述控制单元以及负载连接，依据所述控制单元发出的开关控制信号来控制自身的通断，进而实现对所述直流电是否为所述负载充电进行控制；
[0008]所述IGBT串并第一电路包括N个并联的IGBT电路，且，每个所述IGBT电路均包括M个串联的IGBT模块，每个所述IGBT模块中包含串联的第一 IGBT单管和第二 IGBT单管，其中，N为不小于2的正整数，M为正整数。
[0009]优选地，所述IGBT串并第一电路包括并联的第一 IGBT电路和第二 IGBT电路，且，所述第一 IGBT电路和第二 IGBT电路均包括3个串联的IGBT模块；
[0010]其中，每个所述IGBT模块中，所述第一 IGBT单管的集电极端作为所在IGBT模块的输入端，所述第一 IGBT单管的发射极与所述第二 IGBT单管的集电极端连接，所述第二IGBT单管的发射极端作为所在IGBT模块的输出端；所述第一 IGBT单管和所述第二 IGBT单管的栅极和发射极均与所述控制单元连接，接收所述控制单元发出的开关控制信号；
[0011]所述第一 IGBT电路包括依次串联连接的第一 IGBT模块、第二 IGBT模块以及第三IGBT模块，所述第二 IGBT电路包括依次串联连接的第四IGBT模块、第五IGBT模块以及第六IGBT模块；
[0012]所述第一 IGBT模块的输入端与所述第四IGBT模块的输入端连接，均作为所述IGBT串并第一电路的输入端，所述第三IGBT模块的输出端与所述第六IGBT模块的输出端连接，均作为所述IGBT串并第一电路的输出端。
[0013]优选地，该电源还包括续流电路以及平波电抗器，其中:
[0014]所述平波电抗器的第一端分别与所述IGBT串并第一电路的输出端以及所述续流电路的第一端连接，所述平波电抗器的第二端与所述负载的第一端连接；所述续流电路的第二端分别与所述负载的第二端以及所述三相整流电路的输出端负极连接。
[0015]优选地，所述续流电路具体为IGBT串并第二电路，所述IGBT串并第二电路中的IGBT模块与所述IGBT串并第一电路中的IGBT模块具有相同的电路连接结构，且，所述IGBT串并第二电路中，每个IGBT模块中的IGBT单管的栅极和发射极短接。
[0016]优选地，该电源还包括用于对所述直流电进行滤波的滤波电路，所述滤波电路分别与所述三相整流电路和所述IGBT串并第一电路连接。
[0017]优选地，所述控制单元具体包括依次连接的用于生成并发送脉冲宽度调制PffM信号的DSP系统、用于接收所述PffM信号，并对所述PWM信号进行上电保护的上电保护电路、用于对经过上电保护的所述PWM信号进行开关控制的IGBT开关电路、用于对所述PffM信号进行放大的PWM放大电路、用于对放大后的所述PffM信号进行驱动放大并将驱动放大后的所述PffM信号发送至所述IGBT串并第一电路，控制所述IGBT串并第一电路的通断的IGBT驱动电路。
[0018]优选地，所述控制单元还包括用于检测所述IGBT串并第一电路是否出现故障，并将检测结果反馈给所述单片机系统的IGBT保护电路和用于依据所述检测结果控制所述IGBT开关电路的开关以及控制所述DSP系统是否中断所述PffM信号的发出的单片机系统；
[0019]其中，所述IGBT保护电路分别与所述IGBT串并第一电路和所述单片机系统连接，所述单片机系统分别与所述IGBT开关电路和所述DSP系统连接。
[0020]优选地，所述三相整流电路由9个整流二极管模块3串3并构成，每个所述整流二极管模块均包括两个串联的整流二极管以及分别与所述两个串联的整流二极管并联的压敏电阻。
[0021 ] 优选地，所述滤波电路为LC滤波电路，所述LC滤波电路包括一个电抗器以及4个薄膜电容。
[0022]本实用新型提供的一种基于IGBT串并联的电源，包括N个并联的IGBT电路，且每个IGBT电路均包括M个串联的IGBT模块，每个IGBT模块中包含串联的第一 IGBT单管和第二 IGBT单管，通过将两个IGBT单管串联集成到一个IGBT模块中以及对多个IGBT模块的串并联，减小了作为开关的IGBT串并第一电路的开关损耗，节约了成本和噪声，提高了开关频率，使得开关频率接近音频上限，提高了整个电源的功率因数和效率。
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本实用新型提供的一种基于IGBT串并联的电源的结构示意图；
[0025]图2为本实用新型提供的另一种基于IGBT串并联的电源的结构示意图；
[0026]图3为本实用新型提供的一种三相整流电路的电路原理图；
[0027]图4为本实用新型提供一种LC滤波电路的电路原理图；
[0028]图5为本实用新型提供的一种IGBT串并第一电路的电路原理图；
[0029]图6为本实用新型提供的一种IGBT串并第二电路的电路原理图；
[0030]图7为本实用新型提供的一种上电保护电路、IGBT开关电路以及PffM放大电路的电路原理图；
[0031]图8为本实用新型提供的一种IGBT驱动电路的输入端的电路原理图；
[0032]图9为本实用新型提供的一种IGBT驱动电路的输出端的电路原理图；
[0033]图10为本实用新型提供的一种IGBT保护电路的电路原理图；
[0034]图11为本实用新型提供的一种温度保护电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0035]本实用新型的核心是提供一种基于IGBT串并联的电源，减小了作为开关的IGBT串并第一电路的开关损耗，节约了成本和噪声，提高了开关频率，使得开关频率接近音频上限，提高了整个电源的功率因数和效率。
[0036]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前