一种经济型隔离式高压直流切换电路制造技术

一种经济型隔离式高压直流切换电路，属于电路控制技术领域。包括IGBT驱动电路和串接在高压直流电路上的功率电路，功率电路包括控制开关K1、K2、K3、IGBT模块Q1，控制开关K3串接在负极输入端VIN‑、负极输出端VOUT‑之间，控制开关K2、K1串接在正极输入端VIN+、正极输出端VOUT+之间，IGBT模块Q1的C极和E极并连在控制开关K2的两端；IGBT驱动电路连接IGBT模块Q1。本发明专利技术电路规模较小，驱动电路和功率电路完全隔离，能长时间、安全、可靠的工作，特别适合作为充电桩的功率分配单元电路，可大大增强充电的灵活性和可靠性。

An economical isolated HVDC switching circuit

【技术实现步骤摘要】
一种经济型隔离式高压直流切换电路
本专利技术属于电路控制
，具体为一种经济型隔离式高压直流切换电路。
技术介绍
目前市面上普遍采用直流接触器来实现大功率高电压直流电的切换，但直流接触器价格相对较高。而对一些规模化使用的工业电气设备而言，在满足安全性的前提下，性价比是提高竞争力的关键因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种经济型隔离式高压直流切换电路，可以有效解决
技术介绍
中的问题，实现上述目的的技术方案是：一种经济型隔离式高压直流切换电路，包括IGBT驱动电路和串接在高压直流电路上的功率电路，功率电路包括正极输入端VIN+、正极输出端VOUT+、负极输入端VIN-、负极输出端VOUT-、控制开关K1、K2、K3、IGBT模块Q1，所述控制开关K3串接在负极输入端VIN-、负极输出端VOUT-之间，所述控制开关K2、K1串接在正极输入端VIN+、正极输出端VOUT+之间，所述IGBT模块Q1的C极和E极并连在控制开关K2的两端；所述IGBT驱动电路连接IGBT模块Q1、用于向IGBT模块Q1发出驱动信号。本专利技术的有益效果：本专利技术电路规模较小，驱动电路和功率电路完全隔离，能长时间、安全、可靠的工作，与直流接触器相比具有很强的性价比优势。特别适合作为充电桩的功率分配单元电路，在不显著增加成本的前提下，可大大增强充电的灵活性和可靠性。进一步地，所述IGBT驱动电路包括二极管D1、D2、电阻R5、电容C1以及隔离变压器TS1，隔离变压器TS1初级线圈的A端、B端之间设置有中间抽头C端，隔离变压器TS1次级线圈的a端和b端之间设置有中间抽头c端，隔离变压器TS1的初级线圈B端、C端连接驱动信号，隔离变压器TS1次级线圈的a端、b端输出交流电压经二极管D1和二极管D2全波整流后连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接IGBT模块Q1的G极，电容C1的一端连接IGBT模块Q1的G极、另一端分别连接隔离变压器TS1次级线圈的c端和IGBT模块Q1的E极。隔离变压器TS1初级端的驱动信号是具有一定频率和幅值的交流信号，经次级降压整流后变为可驱动IGBT模块Q1的直流信号，以控制IGBT模块Q1的通断，隔离变压器TS1初级信号的频率和幅值根据实际使用的隔离变压器TS1参数和IGBT模块Q1的驱动需求决定。因隔离变压器TS1的中心抽头与功率电路的输出相连，所以在IGBT模块Q1导通和截止时，IGBT模块Q1都可以可靠安全的工作（无论IGBT模块Q1导通还是截止期，IGBT模块Q1的G、E极之间的电压均为整流后的驱动电压）。其中二极管D1、D2、电阻R5、电容C1构成整流电路，把隔离变压器TS1的次级交流信号整流成直流信号，以稳定驱动IGBT模块Q1，电阻R5、电容C1的值由IGBT参数和驱动信号共同决定。进一步地，所述IGBT模块Q1的G极和E极中间连接有电阻R4；因IGBT器件的G极和E极之间有一定的电容，加入电阻R4可以作为阻尼网络抑制IGBT模块Q1的G极G极可能的异常振荡；在一定程度上也起到保护模块Q1的作用，且在G极驱动信号断开时保证模块Q1可靠关断。进一步地，控制开关K1、K2、K3均采用磁保持接触器。附图说明图1为为本专利技术的工作原理图。具体实施方式如图1所示，本专利技术包括IGBT驱动电路1和串接在高压直流电路上的功率电路2。功率电路2包括正极输入端VIN+、正极输出端VOUT+、负极输入端VIN-、负极输出端VOUT-、控制开关K1、K2、K3、IGBT模块Q1，控制开关K3串接在负极输入端VIN-、负极输出端VOUT-之间，所述控制开关K2、K1串接在正极输入端VIN+、正极输出端VOUT+之间，所述IGBT模块Q1的C极和E极并连在控制开关K2的两端。作为本实施例的进一步说明，本实施例所述的控制开关K1、K2、K3均采用但不限于采用磁保持接触器。IGBT驱动电路连接IGBT模块Q1，IGBT驱动电路包括二极管D1、D2、电阻R5、电容C1以及隔离变压器TS1，隔离变压器TS1初级线圈的A端、B端之间设置有中间抽头C端，隔离变压器TS1次级线圈的a端和b端之间设置有中间抽头c端，隔离变压器TS1的初级线圈B端、C端连接驱动信号，隔离变压器TS1次级线圈的a端、b端输出交流电压经二极管D1和二极管D2全波整流后连接电阻R5的一端，二极管D1的正极连接隔离变压器TS1次级线圈的的a端，二极管D2的正极连接隔离变压器TS1次级线圈的的b端，二极管D1、二极管D2的负极并接后连接电阻R5，电阻R5的另一端连接IGBT模块Q1的G极，电容C1的一端连接IGBT模块Q1的G极、另一端分别连接隔离变压器TS1次级线圈的c端和IGBT模块Q1的E极，所述IGBT模块Q1的G极和E极中间连接有电阻R4。隔离变压器TS1初级端的驱动信号是具有一定频率和幅值的交流信号，经次级降压整流后变为可驱动IGBT模块Q1的直流信号，以控制IGBT模块Q1的通断，隔离变压器TS1初级信号的频率和幅值根据实际使用的隔离变压器TS1参数和IGBT模块Q1的驱动需求决定。隔离变压器TS1次级线圈的c端与功率电路的输出相连，所以在IGBT模块Q1导通和截止时，IGBT模块Q1都可以可靠安全的工作（无论IGBT模块Q1导通还是截止期，IGBT模块Q1的G、E极之间的电压均为整流后的驱动电压）。其中二极管D1、D2、电阻R5、电容C1构成整流电路，把隔离变压器TS1的次级交流信号整流成直流信号，以稳定驱动IGBT模块Q1，电阻R5、电容C1的值由IGBT参数和驱动信号共同决定。本专利技术的工作原理：1）电路由断开状态到导通状态的切换逻辑为：先驱动控制开关K1、K3闭合，再驱动IGBT模块Q1饱和导通，最后驱动控制开关K2闭合。IGBT模块Q1的使用可使控制开关K1、K2、K3安全工作在高电压电路中，同时降低对控制开关K1、K2、K3耐压的要求。2）电路由闭合状态到断开状态的切换逻辑为：先驱动控制开关K2断开，再驱动IGBT模块Q1截止，最后驱动控制开关K1、K3断开，同理在此过程中保证了在功率电路2断开时，控制开关K1、K2、K3两端的压差很小。对控制开关K1、K2、K3起到了很好的保护作用。相关操作时序要以实际器件的参数和具体应用为基础。实际使用中为增加电路的可靠性可考虑对电路中的关键点进行监测，但需保证其与功率电路隔离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种经济型隔离式高压直流切换电路，其特征在于：包括IGBT驱动电路和串接在高压直流电路上的功率电路，功率电路包括正极输入端VIN+、正极输出端VOUT+、负极输入端VIN‑、负极输出端VOUT‑、控制开关K1、K2、K3、IGBT模块 Q1，所述控制开关K3串接在负极输入端VIN‑、负极输出端VOUT‑之间，所述控制开关K2、K1串接在正极输入端VIN+、正极输出端VOUT+之间，所述IGBT模块Q1的C极和E极并连在控制开关K2的两端；所述IGBT驱动电路连接IGBT 模块Q1、用于向IGBT模块 Q1发出驱动信号。

【技术特征摘要】
1.一种经济型隔离式高压直流切换电路，其特征在于：包括IGBT驱动电路和串接在高压直流电路上的功率电路，功率电路包括正极输入端VIN+、正极输出端VOUT+、负极输入端VIN-、负极输出端VOUT-、控制开关K1、K2、K3、IGBT模块Q1，所述控制开关K3串接在负极输入端VIN-、负极输出端VOUT-之间，所述控制开关K2、K1串接在正极输入端VIN+、正极输出端VOUT+之间，所述IGBT模块Q1的C极和E极并连在控制开关K2的两端；所述IGBT驱动电路连接IGBT模块Q1、用于向IGBT模块Q1发出驱动信号。2.根据权利要求1所述的一种经济型隔离式高压直流切换电路，其特征在于：所述IGBT驱动电路包括二极管D1、D2、电阻R5、电容C1以及隔离变压器T...

【专利技术属性】
技术研发人员：董冰，陈建华，陈盼，吕柱柱，杨沛宇，刘奔，黄戬，田绍民，
申请(专利权)人：上海鼎充新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31