專利名稱：一種用于igbt的驅動電源的制作方法
技術領域：
本發明涉及電源領域，更具體的說，是涉及一種用于IGBT的驅動電源。
背景技術：
隨著電子信息產業的飛速發展，開關電源被廣泛的應用在計算機、電力設備、儀器儀表、LED照明、醫療器械、軍工設備等領域。現有技術中，常用電源的電路結構中包括有功率級電路、控制電路和給控制電路供電的偏置電壓電路，控制電路接收所述偏置電壓電路提供的滿足要求的偏置電壓后開始工作，并且控制功率級電路中的開關管的開關動作，進而保證所述功率級電路輸出穩定的電壓。如圖I所示，所述功率級電路包括有一磁性元件(如變壓器)，偏置電壓電路通過變壓器副邊輔助繞組與所述磁性元件進行耦合以獲得所需要的偏置電壓，進而對輸出電壓進行·調節，然而輔助繞組勢必造成整個電路結構復雜、占用PCB的面積大且耗損高。

發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種用于IGBT的驅動電源，以克服現有技術中IGBT驅動電源需要變壓器副邊輔助繞組帶來的電路結構復雜，占用面積大的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種用于IGBT的驅動電源，包括EMC電路、啟動保護電路、突波吸收電路、主控電路、功率電路、開關變壓器，所述EMC電路用于對輸入交流電進行濾波；所述啟動保護電路的輸入端與所述EMC電路的第一輸出端相連，用來設置啟動電壓；所述突波吸收電路的第一端與所述EMC電路的第一輸出端以及所述開關變壓器的第二端相連，用于吸收尖峰電壓；所述主控電路的第一端與所述啟動保護電路的第一輸出端相連，第二端與所述啟動保護電路的第二輸出端相連，第三端分別與所述EMC電路的第二輸入端、所述啟動保護電路的第三輸出端以及所述功率電路的第一端相連，第四端與所述功率電路的第二端相連，第五端與所述功率電路的第三端相連，第六端分別與所述功率電路的第四端、所述突波吸收電路的第二端以及所述開關變壓器的第一端相連，用于比較預設電壓與所述功率電路采樣電壓的大小，并產生PWM信號控制所述功率電路中的開關管的導通與關斷。優選的，所述EMC電路包括第一電容以及第二電容，所述第一電容與所述第二電容并聯，其公共端分別作為所述EMC電路的第一輸出
端以及第二輸出端。優選的，所述啟動保護電路包括第一電阻、第二電阻以及第五電容，所述第一電阻的第一端與所述EMC電路的第一輸出端相連，所述第一電阻的第二端與所述第二電阻的第一端相連，所述第二電阻的第二端與所述EMC電路的第二輸出端相連，所述第二電阻的第一端作為所述啟動保護電路的第一輸出端，所述第五電容的第一端以及第二端依次作為所述保護啟動電路的第二輸出端以及第三輸出端。優選的，所述突波吸收電路包括第三電阻、第三電容以及第一二極管，所述第三電阻的第一端與所述第三電容的第一端相連，且作為所述突波吸收電路的第一端，所述第三電阻的第二端分別與所述第三電容的第二端以及所述第一二極管的陰極相連，所述第一二極管的陽極作為所述突波吸收電路的第二端。優選的，所述主控電路包括主控芯片、第四電阻以及第五電阻，所述主控芯片的EN端、S端、GND端、ISEN端、G端、VIN端依次作為所述主控電路的第一端、第二端、第三端、第四端、第七端，所述主控芯片的VREF端通過所述第四電阻與所述啟動保護電路的第三輸入端相連，所述主控電路的FB端與所述第五電阻的第一端相連，所述第五電阻的第二端作為所述主控電路的第六端。 優選的，所述功率電路包括第一開關管以及第六電阻，所述第六電阻的第一端作為所述功率電路的第一端，所述第六電阻的第二端與所述第一開關管的源極相連，且作為所述功率電路的第二端，所述第一開關管的柵極作為所述功率電路的第三端，所述第一開關管的漏極作為所述功率電路的第四端。優選的，還包括至少一條輸出電路，每條輸出電路包括二極管D201、電容C201、電容C202、電容C203、穩壓二極管DZ21、電阻R21，所述二極管D201的陽極與變壓器的副邊同名端相連，所述二極管D201的陰極分別與所述電容C201的第一端、所述電容C202的第一端以及所述穩壓二極管DZ21的陰極相連，且作為所述輸出電路的輸出正端；所述變壓器的副邊異名端分別與所述電容C201的第二端、所述電容C203的第一端以及所述電阻R21的第一端相連，且作為所述輸出電路的輸出負端；所述電容C203的第二端分別與所述電阻R21的第二端以及所述穩壓二極管ZD21的陽極相連，且作為所述輸出電路的輸出地端。經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明提供了一種用于IGBT的驅動電源，包括EMC電路、啟動保護電路、突波吸收電路、主控電路、功率電路、開關變壓器，其中，EMC電路用于對輸入交流電進行濾波，啟動保護電路用來設置啟動電壓，突波吸收電路用于吸收尖峰電壓，主控電路用于比較預設電壓與所述功率電路采樣電壓的大小，并產生PWM信號控制所述功率電路中的開關管的導通與關斷。本發明提供的驅動電源采用變壓器原邊反饋的方式，不需要通過變壓器副邊輔助繞組與所述磁性元件進行耦合，電路結構簡單，成本低，占用PCB面積小。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖I為現有技術中驅動電路的電路結構圖；圖2為本發明實施例提供的一種用于IGBT的驅動電源的電路結構圖3為本發明實施例提供的驅動電源中輸出電路的結構示意圖；圖4為本發明實施例提供的一種用于IGBT的驅動電源的具體實現圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。請參閱附圖1，為現有技術中開關電源的電路原理圖，以功率級電路為單級反激式變換器電路為例，所述開關電源電路包括整流橋101、濾波電路102、變壓器103、偏置電壓電路104、控制電路105以及第一開關管Ql。其工作原理為外接交流電AC經過整流橋101以及濾波電路102的處理后，輸入到變壓器103的原邊同名端，變壓器103的原邊異名端通 過第一開關管Ql與地相連。其中，偏置電壓電路104為控制電路105供電以保證該控制電路105輸出一控制信號來控制第一開關管Ql的導通和關斷的狀態，進而保證變壓器103的副邊輸出穩定的電壓供給負載。其中，開關電源中的偏置電壓電路104是通過其中的變壓器副邊輔助繞組對變壓器103的原邊繞組進行耦合以獲得電能，所述電能存儲在所述偏置電壓電路104的電容中，所述電容兩端的電壓作為偏置電壓供給控制電路105，但是其輔助繞組的體積較大且耗損高。針對上述技術問題，本發明提供了一種用于IGBT的驅動電源，包括EMC電路10、啟動保護電路20、突波吸收電路30、主控電路40、功率電路50、開關變壓器60，其中，所述EMC電路用于對輸入交流電進行濾波；所述啟動保護電路的輸入端與所述EMC電路的第一輸出端相連，用來設置啟動電壓；所述突波吸收電路的第一端與所述EMC電路的第一輸出端以及所述開關變壓器的第二端相連，用于吸收尖峰電壓。所述主控電路的第一端與所述啟動保護電路的第一輸出端相連，第二端與所述啟動保護電路的第二輸出端相連，第三端分別與所述EMC電路的第二輸入端、所述啟動保護電路的第三輸出端以及所述功率電路的第一端相連，第四端與所述功率電路的第二端相連，第五端與所述功率電路的第三端相連，第六端分別與所述功率電路的第四端、所述突波吸收電路的第二端以及所述開關變壓器的第一端相連，用于比較預設電壓與所述功率電路采樣電壓的大小，并產生PWM信號控制所述功率電路中的開關管的導通與關斷。本發明實施例中的IGBT驅動電源，采用了變壓器原邊反饋的方式，省去了變壓器副邊輔助繞組及光耦隔離電路，使得電路結構簡單，電路器件較少。具體的，本發明還提供了一種應用于IGBT的驅動電源中各個組成電路的具體電路結構，其連接關系如下所述EMC電路包括第一電容以及第二電容，所述第一電容與所述第二電容并聯，其公共端分別作為所述EMC電路的第一輸出端以及第二輸出端。所述啟動保護電路包括第一電阻、第二電阻以及第五電容，所述第一電阻的第一端與所述EMC電路的第一輸出端相連，所述第一電阻的第二端與所述第二電阻的第一端相連，所述第二電阻的第二端與所述EMC電路的第二輸出端相連，所述第二電阻的第一端作為所述啟動保護電路的第一輸出端，所述第五電容的第一端以及第二端依次作為所述保護啟動電路的第二輸出端以及第三輸出端。所述突波吸收電路包括第三電阻、第三電容以及第一二極管，所述第三電阻的第一端與所述第三電容的第一端相連，且作為所述突波吸收電路的第一端，所述第三電阻的第二端分別與所述第三電容的第二端以及所述第一二極管的陰極相連，所述第一二極管的陽極作為所述突波吸收電路的第二端。所述主控電路包括主控 芯片、第四電阻以及第五電阻，所述主控芯片的EN端、S端、GND端、ISEN端、G端、VIN端依次作為所述主控電路的第一端、第二端、第三端、第四端、第七端，所述主控芯片的VREF端通過所述第四電阻與所述啟動保護電路的第三輸入端相連，所述主控電路的FB端與所述第五電阻的第一端相連，所述第五電阻的第二端作為所述主控電路的第六端。所述功率電路包括第一開關管以及第六電阻，所述第六電阻的第一端作為所述功率電路的第一端，所述第六電阻的第二端與所述第一開關管的源極相連，且作為所述功率電路的第二端，所述第一開關管的柵極作為所述功率電路的第三端，所述第一開關管的漏極作為所述功率電路的第四端。請參閱圖3，本發明提供的一種應用于IGBT的驅動電源還包括至少一條輸出電路，每條輸出電路包括二極管D201、電容C201、電容C202、電容C203、穩壓二極管DZ21、電阻R21，所述二極管D201的陽極與變壓器的副邊同名端相連，所述二極管D201的陰極分別與所述電容C201的第一端、所述電容C202的第一端以及所述穩壓二極管DZ21的陰極相連，且作為所述輸出電路的輸出正端；所述變壓器的副邊異名端分別與所述電容C201的第二端、所述電容C203的第一端以及所述電阻R21的第一端相連，且作為所述輸出電路的輸出負端；所述電容C203的第二端分別與所述電阻R21的第二端以及所述穩壓二極管ZD21的陽極相連，且作為所述輸出電路的輸出地端。結合上述電路的具體連接關系，如圖4所示，對本發明提供的驅動電源的工作原理進行說明EMC電路對輸入的交流電進行濾波處理，使得輸入電壓平穩，通過電阻Rl和R2串聯組成的分壓電路對輸入電壓進行分壓，本發明中，還可以通過對采樣電阻R2上的電壓與主控芯片ICl中的電壓門限值VREF進行比較來確定最低啟動電壓并通過主控芯片ICl內部的恒流源對電容C5充電來設置軟啟動時間。同時，主控芯片ICl的VCC端通過電容C4接地，進行濾波。主控芯片ICl通過用于比較預設電壓與所述功率電路采樣電壓的大小，并產生PWM信號控制所述功率電路中的開關管的導通與關斷。其輸出電壓的大小由反饋電阻與參考電阻確定，計算公式如下Vom = — — X X VRrF
^ PS ^REF其中，Rfb為連接至變壓器原邊的反饋電阻，Rkef為參考電阻，Nps為變壓器的原副邊圈比，Veef為芯片內部比較器的參考電壓。需要說明的是，本實施例中功率器件為M0SFET，但并不局限于此。綜上所述本發明提供了一種用于IGBT的驅動電源，包括EMC電路、啟動保護電路、突波吸收電路、主控電路、功率電路、開關變壓器，其中，EMC電路用于對輸入交流電進行濾波，啟動保護電路用來設置啟動電壓，突波吸收電路用于吸收尖峰電壓，主控電路用于比較預設電壓與所述功率電路采樣電壓的大小，并產生PWM信號控制所述功率電路中的開關管的導通與關斷。本發明提供的驅動電源采用變壓器原邊反饋的方式，不需要通過變壓器副邊輔助繞組與所述磁性元件進行耦合，電路結構簡單，成本低，占用PCB面積小。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例提供的裝置而言，由于其與實施例提供的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。對所提供的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所提供的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。·
權利要求
1.一種用于IGBT的驅動電源，其特征在于，包括EMC電路、啟動保護電路、突波吸收電路、主控電路、功率電路、開關變壓器， 所述EMC電路用于對輸入交流電進行濾波； 所述啟動保護電路的輸入端與所述EMC電路的第一輸出端相連，用來設置啟動電壓； 所述突波吸收電路的第一端與所述EMC電路的第一輸出端以及所述開關變壓器的第二端相連，用于吸收尖峰電壓； 所述主控電路的第一端與所述啟動保護電路的第一輸出端相連，第二端與所述啟動保護電路的第二輸出端相連，第三端分別與所述EMC電路的第二輸入端、所述啟動保護電路的第三輸出端以及所述功率電路的第一端相連，第四端與所述功率電路的第二端相連，第五端與所述功率電路的第三端相連，第六端分別與所述功率電路的第四端、所述突波吸收電路的第二端以及所述開關變壓器的第一端相連，用于比較預設電壓與所述功率電路采樣電壓的大小，并產生PWM信號控制所述功率電路中的開關管的導通與關斷。
2.根據權利要求I所述的驅動電源，其特征在于，所述EMC電路包括第一電容以及第二電容， 所述第一電容與所述第二電容并聯，其公共端分別作為所述EMC電路的第一輸出端以及第二輸出端。
3.根據權利要求I所述的驅動電源，其特征在于，所述啟動保護電路包括第一電阻、第二電阻以及第五電容， 所述第一電阻的第一端與所述EMC電路的第一輸出端相連,所述第一電阻的第二端與所述第二電阻的第一端相連，所述第二電阻的第二端與所述EMC電路的第二輸出端相連，所述第二電阻的第一端作為所述啟動保護電路的第一輸出端，所述第五電容的第一端以及第二端依次作為所述保護啟動電路的第二輸出端以及第三輸出端。
4.根據權利要求I所述的驅動電源，其特征在于，所述突波吸收電路包括第三電阻、第三電容以及第一二極管， 所述第三電阻的第一端與所述第三電容的第一端相連，且作為所述突波吸收電路的第一端，所述第三電阻的第二端分別與所述第三電容的第二端以及所述第一二極管的陰極相連，所述第一二極管的陽極作為所述突波吸收電路的第二端。
5.根據權利要求I所述的驅動電源，其特征在于，所述主控電路包括主控芯片、第四電阻以及第五電阻， 所述主控芯片的EN端、S端、GND端、ISEN端、G端、VIN端依次作為所述主控電路的第一端、第二端、第三端、第四端、第七端，所述主控芯片的VREF端通過所述第四電阻與所述啟動保護電路的第三輸入端相連，所述主控電路的FB端與所述第五電阻的第一端相連，所述第五電阻的第二端作為所述主控電路的第六端。
6.根據權利要求I所述的驅動電源，其特征在于，所述功率電路包括第一開關管以及第六電阻， 所述第六電阻的第一端作為所述功率電路的第一端，所述第六電阻的第二端與所述第一開關管的源極相連，且作為所述功率電路的第二端，所述第一開關管的柵極作為所述功率電路的第三端，所述第一開關管的漏極作為所述功率電路的第四端。
7.根據權利要求I所述的驅動電源，其特征在于，還包括至少一條輸出電路，每條輸出電路包括二極管D201、電容C201、電容C202、電容C203、穩壓二極管DZ21、電阻R21， 所述二極管D201的陽極與變壓器的副邊同名端相連，所述二極管D201的陰極分別與所述電容C201的第一端、所述電容C202的第一端以及所述穩壓二極管DZ21的陰極相連，且作為所述輸出電路的輸出正端； 所述變壓器的副邊異名端分別與所述電容C201的第二端、所述電容C203的第一端以及所述電阻R21的第一端相 連，且作為所述輸出電路的輸出負端； 所述電容C203的第二端分別與所述電阻R21的第二端以及所述穩壓二極管ZD21的陽極相連，且作為所述輸出電路的輸出地端。
全文摘要
本發明提供了一種用于IGBT的驅動電源，包括EMC電路、啟動保護電路、突波吸收電路、主控電路、功率電路、開關變壓器，其中，EMC電路用于對輸入交流電進行濾波，啟動保護電路用來設置啟動電壓，突波吸收電路用于吸收尖峰電壓，主控電路用于比較預設電壓與所述功率電路采樣電壓的大小，并產生PWM信號控制所述功率電路中的開關管的導通與關斷。本發明提供的驅動電源采用變壓器原邊反饋的方式，不需要通過變壓器副邊輔助繞組與所述磁性元件進行耦合，電路結構簡單，成本低，占用PCB面積小。
文檔編號H02M7/04GK102904453SQ201210449318
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者賈俊玲, 滕波 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司