栅极驱动电源系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种栅极驱动电源系统。一种栅极驱动电源(GDPS)系统包括：电压升压级，其被配置成将输入电压升压为升压电压；以及，逆变器级，其被配置成将升压电压转化为交流电压。GDPS系统还包括栅极驱动电压供应电路，其通过变压器耦合至逆变器级以接收基于交流电压的交流输出，并被配置成将交流输出转换为用于栅极驱动的直流供电电压。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】樹极驱动电源系统相关申请的交叉引用本申请要求于2015年4月21日提交的第14/691，636号美国专利申请的优先权，该美国专利申请要求于2014年6月12日提交的第62/011，139号美国临时专利申请的权益，这两个专利申请的公开内容在此通过引用被全部并入本申请。
本技术涉及到用于逆变器的栅极驱动电源(⑶PS)。
技术介绍
逆变器将直流输入转化为交流输出。逆变器的高功率开关(例如，晶体管)开启和闭合，以将直流输入转化为交流输出。
技术实现思路
栅极驱动电源系统(GDPS)包括电压升压级和逆变器级，电压升压级被配置成将输入电压升压为升压电压，逆变器级被配置成将升压电压转化为交流电压。GDPS还包括栅极驱动电压供应电路，其通过变压器耦合至逆变器级以接收基于交流电压的交流输出，并被配置成将交流输出转换为直流供电电压，用于栅极驱动。⑶PS系统还可包括额外的电压供应电路，其通过变压器耦合至逆变器级以接收基于交流电压的另一个交流输出，并被配置成将另一个交流输出转换为直流供电电压，用于除了栅极驱动之外的负载。⑶PS系统还可包括栅极驱动器控制器和栅极驱动器控制器电压供应电路，栅极驱动器控制器被配置成控制逆变器级将升压电压转化为交流电压的操作，栅极驱动器控制器电压供应电路通过变压器耦合至逆变器级以接收基于交流电压的另一个交流输出，并被配置成将另一个交流输出转换为直流供电电压，用于栅极驱动器控制器。⑶PS系统可还包括启动电路(kick starter circuit)，其被配置成当来自栅极驱动器控制器电压供应电路的直流供电电压不足以为栅极驱动器控制器供电时，为栅极驱动器控制器提供能量。启动电路可由升压电压供电。逆变器级可包括一对开关；以及栅极驱动器控制器可通过利用脉宽调制(PffM)控制信号将开关开启或闭合，来控制逆变器级将升压电压转化为交流电压的操作。来自栅极驱动器控制器电压供应电路的直流供电电压不足以为栅极驱动器控制器供电，直到栅极驱动器控制器根据具有50%的占空比的一对互补PffM控制信号开启和闭合逆变器级的开关。逆变器级可为半桥逆变器。GDPS系统还可包括电压升压控制器，其被配置成控制电压升压级将输入电压升压为升压电压的操作。电压升压控制器可由升压电压供电。电压升压级可包括开关；以及电压升压控制器可根据输入电压的电压值，通过利用脉宽调制(PWM)控制信号来开闭开关，来控制电压升压级将输入电压升压为升压电压的操作。一种栅极驱动电源系统，其包括具有栅极驱动的逆变器和⑶PS。该⑶PS包括电压升压级和半桥逆变器级，电压升压级被配置成将来自辅助电池的直流输入电压升压为直流升压电压，半桥逆变器级被配置成将直流升压电压转化为交流电压。该GDPS还包括栅极驱动电压供应电路，其通过变压器耦合至逆变器级以接收基于交流电压的交流输出，并被配置成将交流输出转换为直流供电电压，用于栅极驱动。所述⑶PS还可包括额外的电压供应电路，该额外的电压供应电路可通过变压器耦合至逆变器级以接收基于交流电压的另一个交流输出，并可被配置成将另一个交流输出转换为直流供电电压，用于逆变器之外的负载。所述⑶PS还可包括:栅极驱动器控制器，该栅极驱动器控制器可被配置成控制逆变器级将DC升压电压转化为交流电压的操作；以及，栅极驱动器控制器电压供应电路，该栅极驱动器控制器电压供应电路可通过变压器耦合至逆变器级以接收基于交流电压的另一个交流输出，并可被配置成将另一个交流输出转换为直流供电电压，用于栅极驱动器控制器。所述⑶PS还可包括启动电路，该启动电路可由DC升压电压供电，并且可被配置成当来自栅极驱动器控制器电压供应电路的直流供电电压不足以为栅极驱动器控制器供电时，为栅极驱动器控制器提供能量。所述⑶PS还可包括电压升压控制器，该电压升压控制器可由DC升压电压供电，并可被配置成控制电压升压级将DC输入电压升压为DC升压电压的操作。开关开启和闭合，以响应栅极驱动信号。栅极驱动信号具有相对精确的电流和电压值，以使开关正确地开闭。逆变器的栅极驱动将栅极驱动信号提供给开关。栅极驱动需要被精确调整的供电，以便产生必需的栅极驱动信号。【附图说明】图1示出具有栅极驱动电源(GDPS)的电动交通工具的动力系统的方框图；图2示出⑶PS的原理图；图3示出⑶PS的栅极驱动电压供应电路的原理图；图4示出⑶PS的时序图；以及图5示出⑶PS的启动电路的非常详细的原理图。【具体实施方式】本文公开了本技术的详细的实施方式；然而，应该理解的是，所公开的实施方式仅仅是本技术的示例，其可按各种可选择的方式来实施。附图不一定按比例绘制，某些特征可能被放大或缩小以显示特定组件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅是用于教导本领域技术人员以各种方式使用本技术的代表性基础。现在参照图1，其中示出了根据本技术实施方案的电动交通工具动力系统10的方框图。动力系统10例如为混合动力或插入式混合动力的电动交通工具的动力系统，这种情况下动力系统还包括引擎。如另一个例子，动力系统10为电池电动交通工具的动力系统，这种情况下动力系统没有引擎。动力系统10包括高压动力电池12、动力逆变器14和电动力马达16。逆变器14将来自电池12的直流电能量转化为用于马达16的交流电能量。马达16消耗交流电能量，以给交通工具的驱动轮(未示出)产生转矩，用以驱动交通工具。例如，交流电能量为频率控制的三相交流信号。作为例子，逆变器14为使用半导体开关(即，晶体管)20的三相逆变器，其用于将直流输入转化为交流输出。开关20可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。对于较低功率的应用，开关20可为MOSFET。开关20被开启和关闭，以使逆变器14将直流输入转化为交流输出。逆变器14由并联电路构成，所述并联电路包括串联的第一对开关20 (相位A)、串联的第二对开关20 (相位B)和串联的第三对开关20 (相位C)。照此，逆变器14包括六个开关20。如图1所示，逆变器从来自各对开关的连接点的三个电流输出产生三相交流输出。以这种方式，逆变器14将来自电池12的直流电能量转化为三相交流电能量，用于马达16。逆变器14还包括多个栅极驱动(⑶)22。栅极驱动22与开关20相关联。例如，如图1所示，栅极驱动22和开关20相互配成对。如图1所示，在这种情况下，逆变器14包括六个栅极驱动22。当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栅极驱动电源系统，其包括：电压升压级，其被配置成将输入电压升压为升压电压；逆变器级，其被配置成将所述升压电压转化为交流电压；以及多个栅极驱动电压供应电路，其通过变压器耦合至所述逆变器级以接收基于所述交流电压的交流输出，并被配置成将所述交流输出转化为直流供电电压，用于栅极驱动。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：克日什托夫·克雷斯克，忠辉·邴，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：新型
国别省市：美国;US