数字无桥控制电路控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种数字无桥控制电路控制系统，具体应用于基于宽禁带器件的图腾柱PFC的基本电路功率级结构，交流输入电路模块经同步整流Boost电路模块连接至直流输出电路模块，同步整流Boost电路模块设置PFC电感、第一开关管和第二开关管，驱动电路模块设置PWM信号输入单元；驱动电路模块根据交流输入电路模块输入的电压变化驱动控制第一开关管和第二开关管的工作状态；能够适应宽禁带半导体材料的电力电子器件的应用需求，并确保电路功率。同时在直流输出电路模块中设置常规的第三MOS管和第四MOS管，第三MOS管和第四MOS管本体内的肖特基二极管用于进一步系统效率。内的肖特基二极管用于进一步系统效率。内的肖特基二极管用于进一步系统效率。

【技术实现步骤摘要】
数字无桥控制电路控制系统


[0001]本技术属于基于宽禁带器件的图腾柱PFC的基本电路
，具体涉及一种数字无桥控制电路控制系统。

技术介绍

[0002]电力电子器件中的功率器件一般为硅基半导体器件，然而硅基电力电子器件经过自晶闸管和功率晶体管问世以来近半个世纪的发展改进，其在功率处理能力和开关频率方面不断改善，性能已经趋近其理论极限，因此具有更优越性能的新一代的基于新型宽禁带半导体材料的电力电子器件，成为功率器件的推广应用潮流趋势。
[0003]宽禁带半导体材料除具有优异的光电特性外，还具有击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强、介电常数低等优越性能。所以宽禁带电力电子器件(WideBandgap Power Semiconductor Devices)不仅能在更高的温度下稳定运行，而且在高电压、高频率状态下更为耐用和可靠，此外还能以较少的电能消耗获得空前的运行能力。目前宽禁带半导体器件中以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为材料的电力电子器件已有商业化产品，并在某些领域得到应用。
[0004]宽禁带材料具有更高的临界雪崩击穿电场强度和载流子饱和漂移速度、较高的热导率和相差不大的载流子迁移率，所以宽禁带电力电子器件有更高的耐压能力、更低的通态电阻、更好的导热性能和热稳定性以及耐高温耐辐射的能力。
[0005]特别是电动汽车中的牵引逆变器从宽禁带半导体材料方面获益最多，能够减轻汽车重量，提高能效，从而获得更持久的续航能力，同时电池和冷却系统的设备体积更小，占用空间更少。
>[0006]但是现有技术中缺少一种能够适应宽禁带半导体材料的电力电子器件的应用需求，并确保电路功率的控制系统。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术存在的上述问题，本技术目的在于提供一种数字无桥控制电路控制系统，能够适应宽禁带半导体材料的电力电子器件的应用需求，并确保电路功率。
[0008]本技术所采用的技术方案为：
[0009]一种数字无桥控制电路控制系统，包括有直流输出电路模块、驱动电路模块、同步整流Boost电路模块和交流输入电路模块，所述交流输入电路模块经同步整流Boost电路模块连接至直流输出电路模块，所述驱动电路模块连接至同步整流Boost电路模块，并能够控制同步整流Boost电路模块的工作状态；驱动电路模块设置有PWM信号输入端口。
[0010]进一步地，所述同步整流Boost电路模块包括有PFC电感、第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管并联后，经PFC电感串联连接在交流输入电路模块和直流输出电路模块之间；
[0011]所述驱动电路模块连接至第一开关管和第二开关管，并能够根据交流输入电路模
块输入的电压变化驱动控制第一开关管和第二开关管的工作状态。
[0012]进一步地，所述第一开关管和第二开关管均为绝缘栅双极型晶体管。
[0013]进一步地，所述驱动电路模块包括有第一驱动器，第一驱动器的输入侧的1引脚VIA和2引脚VIB连接有第一PWM脉宽调制接口，第一驱动器的输出侧的15引脚VOA连接至第一开关管的栅极，第一驱动器的输出侧的10引脚VOB连接至第二开关管的栅极。
[0014]进一步地，所述第一驱动器采用隔离式双通道栅极驱动器IC。
[0015]再进一步地，所述直流输出电路模块包括有多个去耦电容，所述同步整流Boost电路模块还包括有第三MOS管和第四MOS管；直流输出电路模块的多个去耦电容并联后连接至同步整流Boost电路模块。
[0016]再进一步地，所述驱动电路模块还包括有第二驱动器，第二驱动器的输入侧的1引脚VIA和2引脚VIB连接有第二PWM脉宽调制接口，第二驱动器的输出侧的15引脚VOA连接至第三MOS管的栅极，第二驱动器的输出侧的10引脚VOB连接至第四MOS管的栅极。
[0017]再进一步地，所述同步整流Boost电路模块还包括有电流采样互感器，电流采样互感器设置于PFC电感与第一开关管和第二开关管之间的电路连接线上。
[0018]再进一步地，所述第二驱动器也采用隔离式双通道栅极驱动器IC；所述第三MOS管和第四MOS管的本体内的二极管为肖特基二极管。
[0019]再进一步地，所述直流输出电路模块设置有一对VBUS正负极接口，每个VBUS正负极接口上分别并联连接有多个保护电阻；所述交流输入电路模块包括有整流桥，所述交流输入电路模块通过一对交流输入接口连接至公共电网，每个交流输入接口上也分别并联连接有多个保护电阻。
[0020]本技术的有益效果为：
[0021]一种数字无桥控制电路控制系统，具体应用于基于宽禁带器件的图腾柱PFC的基本电路功率级结构，交流输入电路模块经同步整流Boost电路模块连接至直流输出电路模块，同步整流Boost电路模块设置PFC电感、第一开关管和第二开关管，驱动电路模块设置PWM信号输入单元；驱动电路模块根据交流输入电路模块输入的电压变化驱动控制第一开关管和第二开关管的工作状态；能够适应宽禁带半导体材料的电力电子器件的应用需求，并确保电路功率。同时在直流输出电路模块中设置常规的第三MOS管和第四MOS管，第三MOS管和第四MOS管本体内的肖特基二极管用于进一步系统效率。
附图说明
[0022]图1是本技术实施例一数字无桥控制电路控制系统的电路结构示意图；
[0023]图2是本技术实施例一数字无桥控制电路控制系统的电路结构中的第一驱动器部分放大示意图；
[0024]图3是本技术实施例一数字无桥控制电路控制系统的电路结构中的第二驱动器部分放大示意图；
[0025]图4是本技术实施例一数字无桥控制电路控制系统的电路结构中的交流输入电路模块部分放大示意图；
[0026]图5是本技术实施例一数字无桥控制电路控制系统的电路结构中的同步整流Boost电路模块放大示意图；
[0027]图6是本技术实施例一数字无桥控制电路控制系统的电路结构中的直流输出电路模块部分放大示意图；
[0028]图7～图8是本技术实施例一数字无桥控制电路控制系统在电网电压正半周时的电流路径示意图；
[0029]图9～图10是本技术实施例一数字无桥控制电路控制系统在电网电压负半周时的电流路径示意图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]如图1～10所示，本技术提供一种数字无桥控制电路控制系统，整体策划方案为：
[0032]一种数字无桥控制电路控制系统，主要由直流输出电路模块、驱动电路模块、同步整流Boost电路模块和交流输入电路模块组合构成，交流输入电路模块经同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字无桥控制电路控制系统，其特征在于：包括有直流输出电路模块、驱动电路模块、同步整流Boost电路模块和交流输入电路模块，所述交流输入电路模块经同步整流Boost电路模块连接至直流输出电路模块，所述驱动电路模块连接至同步整流Boost电路模块，并能够控制同步整流Boost电路模块的工作状态；驱动电路模块设置有PWM信号输入端口。2.根据权利要求1所述数字无桥控制电路控制系统，其特征在于：所述同步整流Boost电路模块包括有PFC电感、第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管并联后，经PFC电感串联连接在交流输入电路模块和直流输出电路模块之间；所述驱动电路模块连接至第一开关管和第二开关管，并能够根据交流输入电路模块输入的电压变化驱动控制第一开关管和第二开关管的工作状态。3.根据权利要求2所述数字无桥控制电路控制系统，其特征在于：所述第一开关管和第二开关管均为绝缘栅双极型晶体管。4.根据权利要求1所述数字无桥控制电路控制系统，其特征在于：所述驱动电路模块包括有第一驱动器，第一驱动器的输入侧的1引脚VIA和2引脚VIB连接有第一PWM脉宽调制接口，第一驱动器的输出侧的15引脚VOA连接至第一开关管的栅极，第一驱动器的输出侧的10引脚VOB连接至第二开关管的栅极。5.根据权利要求4所述数字无桥控制电路控制系统，其特征在于：所述第一驱动器采用隔离式双通道栅极驱动器IC。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：文绍喜，
申请(专利权)人：深圳市永航新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：