隔离电源及隔离电源封装结构制造技术

本申请公开了一种隔离电源及隔离电源封装结构，该隔离电源通过对隔离变压器的原边绕组配置第一电容单元构成第一谐振电路，并通过对隔离变压器的副边绕组配置第二电容单元构成第二谐振电路，以此来解耦隔离电源的输出电压与隔离变压器的原副边耦合系数及漏感之间的强耦合关系，从而在增大隔离变压器原副边绕组的物理距离来降低隔离变压器的原副边耦合电容，进而提高隔离电源的电气隔离能力的同时，减小对隔离电源输出电压的影响，保证隔离电源在较宽负载范围内输出电压的稳定，即本申请所提供的隔离电源，既实现了较低的原副边耦合电容，从而具有较高的电气隔离能力，又保证了在较宽负载范围内输出电压的稳定，且隔离电源的体积也较小。源的体积也较小。源的体积也较小。

【技术实现步骤摘要】
隔离电源及隔离电源封装结构


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种隔离电源及隔离电源封装结构。

技术介绍

[0002]近年来，以SiC功率器件为代表的第三代宽禁带功率半导体器件发展迅猛，第三代宽禁带功率半导体器件，不仅具有较高的工作电压，例如高达10 kV
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15 kV，而且具有卓越的开关特性，其开关频率往往会达到几十kHz乃至上百kHz。为了能够可靠地驱动这一类高速高压功率半导体器件，驱动电路的隔离电源需要提供足够的电气隔离能力，电气隔离是指隔离电源的输入回路和输出回路之间没有直接的电气连接，输入和输出之间呈绝缘的高阻态，没有电流回路。
[0003]因此，非常有必要提供一种具有较高电气隔离能力的隔离电源，以可靠地驱动高速高压功率半导体器件。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种隔离电源及隔离电源封装结构，以提供一种具有较高电气隔离能力的隔离电源，从而能够可靠地驱动高速高压功率半导体器件。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：一种隔离电源，包括：逆变电路、隔离变压器、整流电路以及第一电容单元和第二电容单元，所述隔离变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组与所述第一电容单元构成第一谐振电路，所述副边绕组与所述第二电容单元构成第二谐振电路；所述逆变电路用于将所述隔离电源的输入端输入的第一直流信号转换成第一开关信号，并输出给所述第一谐振电路；所述第一谐振电路用于对所述第一开关信号进行谐振处理，从而在所述原边绕组上形成第一交流信号；所述隔离变压器用于将所述原边绕组上的第一交流信号耦合至所述副边绕组，并在所述副边绕组上形成第二交流信号；所述第二谐振电路用于对所述第二交流信号进行谐振处理，形成第三交流信号输出给所述整流电路；所述整流电路用于将所述第三交流信号转换成第二直流信号后输出。
[0006]可选的，所述第一电容单元包括第一电容，所述第一电容与所述原边绕组串联连接，所述第一电容的电容值为第一预设值，所述第一预设值为所述第一电容与所述原边绕组在所述第一开关信号下发生谐振所需的电容值。
[0007]可选的，所述第二电容单元包括第二电容，所述第二电容与所述副边绕组并联连接，所述第二电容的电容值为第二预设值，所述第二预设值为所述第二电容与所述副边绕组在所述第二交流信号下发生谐振所需的电容值。
[0008]可选的，所述第二电容单元包括第三电容，所述第三电容与所述副边绕组串联连接，所述第三电容的电容值为第三预设值，所述第三预设值为所述第三电容与所述副边绕组在所述第二交流信号下发生谐振所需的电容值。
[0009]可选的，所述第二电容单元包括第四电容和第五电容，所述副边绕组与所述第四电容串联连接后，再与所述第五电容并联连接，所述第四电容的电容值为第四预设值，所述第五电容的电容值为第五电容值，所述第四预设值为所述第四电容与所述副边绕组及所述第五电容在所述第二交流信号下发生谐振所需的电容值，所述第五预设值为所述第五电容与所述副边绕组及所述第四电容在所述第二交流信号下发生谐振所需的电容值。
[0010]可选的，所述逆变电路包括：由四个功率开关管构成的第一全桥电路，以及控制电路，所述四个功率开关管包括第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管；所述控制电路用于在第一时段内，控制所述第一功率开关管和所述第三功率开关管导通，所述第二功率开关管和所述第四功率开关管关闭，并在第二时段内，控制所述第二功率开关管和所述第四功率开关管导通，所述第一功率开关管和所述第三功率开关管关闭，所述第一时段和所述第二时段交替进行，从而使得所述逆变电路将所述第一直流信号转换成所述第一开关信号输出给所述第一谐振电路；其中，所述第一时段和所述第二时段的占空比各为50%。
[0011]可选的，所述整流电路包括：由四个二极管构成的第二全桥电路。
[0012]一种隔离电源封装结构，用于对上述任一项所述的隔离电源进行封装，所述隔离电源封装结构包括：原边封装结构，所述原边封装结构包括第一封装外壳，所述第一封装外壳的内部设置有所述逆变电路和所述原边绕组，所述第一电容单元设置在所述第一封装外壳的外部，并与所述原边绕组电连接构成所述第一谐振电路；副边封装结构，所述副边封装结构包括第二封装外壳，所述第二封装外壳的内部设置有所述整流电路和所述副边绕组，所述第二电容单元设置在所述第二封装外壳的外部，并与所述副边绕组电连接构成所述第二谐振电路；其中，所述原边封装结构和所述副边封装结构对应放置，以使得所述原边绕组和所述副边绕组正对放置。
[0013]一种隔离电源封装结构，用于对上述任一项所述的隔离电源进行封装，所述隔离电源封装结构包括第三封装外壳，所述第三封装外壳的内部设置有所述逆变电路、所述隔离变压器和所述整流电路，且所述隔离变压器的原边绕组和副边绕组正对放置，所述第一电容单元和所述第二电容单元设置在所述第三封装外壳的外部，且所述第一电容单元与所述原边绕组电连接构成所述第一谐振电路，所述第二电容单元与所述副边绕组电连接构成所述第二谐振电路。
[0014]可选的，所述原边绕组和所述副边绕组之间通过环氧塑封材料相隔离。
[0015]与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：相比于现有隔离电源的输出电压与隔离变压器的原副边耦合系数及漏感之间具有强耦合关系，本申请实施例所提供的隔离电源，通过对隔离变压器的原边绕组配置第一电容单元，使得隔离变压器的原边绕组与第一电容单元构成第一谐振电路，并通过对隔离
变压器的副边绕组配置第二电容单元，使得隔离变压器的副边绕组与第二电容单元构成第二谐振电路，以此来解耦隔离电源的输出电压与隔离变压器的原副边耦合系数及漏感之间的强耦合关系，降低隔离电源的输出电压对隔离变压器的原副边耦合系数及漏感的依赖性，从而在通过增大隔离变压器原副边绕组的物理距离来降低隔离变压器的原副边耦合电容，进而提高隔离电源的电气隔离能力的同时，虽然隔离变压器原副边绕组的物理距离的增大会导致隔离变压器的原副边耦合系数减小，且漏感增大，但由于隔离电源的输出电压对隔离变压器的原副边耦合系数及漏感的依赖性降低，因此，减小了对隔离电源输出电压的影响，保证了隔离电源在较宽负载范围内输出电压的稳定，即本申请实施例所提供的隔离电源，既实现了较低的原副边耦合电容，从而具有较高的电气隔离能力，又保证了在较宽负载范围内输出电压的稳定，进而能够可靠地驱动高速高压功率半导体器件。
[0016]相比于现有隔离电源的原副边耦合电容难以持续地降低，本申请实施例所提供的隔离电源，由于降低了隔离电源的输出电压对隔离变压器的原副边耦合系数及漏感的依赖性，因此，可以通过持续地增大隔离变压器原副边绕组的物理距离来实现隔离电源原副边耦合电容的持续降低，且同时对隔离电源的输出电压的稳定性影响较小。
[0017]相比于现有隔离电源采用大尺寸环形磁芯来提升电气隔离能力却导致体积变大，本申请实施例所提供的隔离电源，由于是在原副边绕组分别配置电容单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔离电源，其特征在于，包括：逆变电路、隔离变压器、整流电路以及第一电容单元和第二电容单元，所述隔离变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组与所述第一电容单元构成第一谐振电路，所述副边绕组与所述第二电容单元构成第二谐振电路；所述逆变电路用于将所述隔离电源的输入端输入的第一直流信号转换成第一开关信号，并输出给所述第一谐振电路；所述第一谐振电路用于对所述第一开关信号进行谐振处理，从而在所述原边绕组上形成第一交流信号；所述隔离变压器用于将所述原边绕组上的第一交流信号耦合至所述副边绕组，并在所述副边绕组上形成第二交流信号；所述第二谐振电路用于对所述第二交流信号进行谐振处理，形成第三交流信号输出给所述整流电路；所述整流电路用于将所述第三交流信号转换成第二直流信号后输出。2.根据权利要求1所述的隔离电源，其特征在于，所述第一电容单元包括第一电容，所述第一电容与所述原边绕组串联连接，所述第一电容的电容值为第一预设值，所述第一预设值为所述第一电容与所述原边绕组在所述第一开关信号下发生谐振所需的电容值。3.根据权利要求2所述的隔离电源，其特征在于，所述第二电容单元包括第二电容，所述第二电容与所述副边绕组并联连接，所述第二电容的电容值为第二预设值，所述第二预设值为所述第二电容与所述副边绕组在所述第二交流信号下发生谐振所需的电容值。4.根据权利要求2所述的隔离电源，其特征在于，所述第二电容单元包括第三电容，所述第三电容与所述副边绕组串联连接，所述第三电容的电容值为第三预设值，所述第三预设值为所述第三电容与所述副边绕组在所述第二交流信号下发生谐振所需的电容值。5.根据权利要求2所述的隔离电源，其特征在于，所述第二电容单元包括第四电容和第五电容，所述副边绕组与所述第四电容串联连接后，再与所述第五电容并联连接，所述第四电容的电容值为第四预设值，所述第五电容的电容值为第五电容值，所述第四预设值为所述第四电容与所述副边绕组及所述第五电容在所述第二交流信号下发生谐振所需的电容值，所述第五预设值为所述第五电容与所述副边绕组及所述第四电容在所述第二交流信号下发生谐振所需的电容值。6.根据权利要求1所述的隔离电源，其特征在于，所述逆变电路包括：由...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弛，
申请(专利权)人：杭州飞仕得科技有限公司，
类型：发明
国别省市：