一种正负驱动电压可调节的功率半桥隔离驱动电路制造技术

本申请涉及电子电力技术领域，尤其是涉及的是一种正负驱动电压可调节的功率半桥隔离驱动电路及正负电压调节方法。其中，该驱动电路其用于驱动功率半桥的驱动电路，包括上管驱动电路与下管驱动电路，该上管驱动电路与该下管驱动电路互锁连接，该上管驱动电路的电路结构与该下管驱动电路的电路结构一致；该上管驱动电路包括隔离驱动电源、隔离驱动器以及可调节变换器。本申请的驱动电路包括隔离驱动电源、隔离驱动器以及可调节变换器，其中，正负电压可调节的隔离驱动电源用于为功率半桥中功率器件提供电平可调节的开通和关断隔离电压，隔离驱动器用于实现对功率半桥电路中输入驱动信号的隔离，并驱动功率半桥中功率器件开通和关断。和关断。和关断。

【技术实现步骤摘要】
一种正负驱动电压可调节的功率半桥隔离驱动电路


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其是涉及的是一种正负驱动电压可调节的功率半桥隔离驱动电路。

技术介绍

[0002]现有功率半桥驱动电路中开通电压和关断电压基本都是固定的，而且大多数半桥驱动无法提供负压关断。为了研究不同开通和关断电压对功率半桥中的功率半导体器件开关速度、开关电压电流应力、开关损耗和导通损耗的影响，分析功率器件的安全驱动电压，评估关断负压对串扰导通的抑制效果，需要一种可调节的正负驱动电压。由于实际运行中功率半桥上管驱动电平和下管驱动电平存在较大的电压差，因此，需要分别为功率半桥中两个功率器件提供隔离的电源。

技术实现思路

[0003]本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过说明书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0004]本申请的目的在于克服上述不足，提供一种正负驱动电压可调节的功率半桥隔离驱动电路，该驱动电路包括隔离驱动电源、隔离驱动器以及可调节变换器，其中，正负电压可调节的隔离驱动电源用于为功率半桥中功率器件提供电平可调节的开通和关断隔离电压，隔离驱动器用于实现对功率半桥电路中输入驱动信号的隔离，并驱动功率半桥中功率器件开通和关断。
[0005]为实现上述目的，本申请的技术解决方案是：一种正负驱动电压可调节的功率半桥隔离驱动电路，其用于驱动功率半桥的驱动电路，包括上管驱动电路与下管驱动电路，该上管驱动电路与该下管驱动电路互锁连接，该上管驱动电路的电路结构与该下管驱动电路的电路结构一致；该上管驱动电路包括：
[0006]隔离驱动电源，其输入端包括外部供电电压，该隔离驱动电源的输出端包括电源正极与电源地电平；
[0007]隔离驱动器，其包括隔离驱动器前级与隔离驱动器后级，该隔离驱动器前级的输入端包括驱动器正极、驱动器地电平与PWM驱动信号，该隔离驱动器后级的输出端包括开通驱动电阻、关断驱动电阻、隔离驱动电源正极和隔离驱动电源负极；
[0008]可调节变换器，其包括正电压可调节变换器、负电压可调节变换器，该正电压可调节变换器的输入端与该电源正极与该电源地电平连接，该正电压可调节变换器的输出端包括正压变换器正极、正压变换器地电平，该负电压可调节变换器的输入端与该电源正极与该电源地电平连接，该负电压可调节变换器的输出端包括负压变换器负极、负压变换器地电平；
[0009]其中，该正压变换器正极为隔离驱动器后级提供开通电源，该负压变换器负极为
隔离驱动器后级提供关断电源。
[0010]在一些实施例中，该正电压可调节变换器为降压变换器，该降压变换器内设置有第一可调电阻、第一固定采样电阻，该第一固定采样电阻用于对该正压变换器正极所输出的电压进行分压，该第一可调电阻用于调节该正压变换器正极所输出的电压。
[0011]在一些实施例中，该负电压可调节变换器为buck
‑
boost变换器，该buck
‑
boost变换器内设置有第二可调电阻、第二固定采样电阻，该第二固定采样电阻用于对该负压变换器负极所输出的电压进行分压，该第二可调电阻用于调节该负压变换器负极所输出的电压。
[0012]在一些实施例中，该正压变换器地电平与该负压变换器地电平短接在一起。
[0013]在一些实施例中，该上管驱动电路，该正压变换器地电平与该负压变换器地电平短接在一起，且与功率半桥的中点连接。
[0014]在一些实施例中，该下管驱动电路，该正压变换器地电平与该负压变换器地电平短接在一起，且与功率半桥的地电平连接。
[0015]在一些实施例中，该功率半桥包括上管、下管，该上管的一端与功率半桥的中点连接，该上管的另一端连接有外部直流高压正极，该下管的一端与功率半桥的中点连接，该下管的另一端连接有外部直流高压地电平。
[0016]在一些实施例中，该上管与该下管均连接有外部输入驱动信号。
[0017]本申请还提供了一种驱动功率半桥的正负电压的调节方法，包括
[0018]设定参考电压；
[0019]通过固定采样电阻采集正压变换器正极、负压变换器负极所产生的电压，得到反馈电压；
[0020]将反馈电压与参考电压比较，得到电压差值；
[0021]根据电压差值的大小，调节可调电阻的大小，从而得到输出电压。
[0022]在一些实施例中，该输出电压包括输出正电压、输出负电压，
[0023]该输出正电压的计算公式为
[0024][0025]式中，R
1_x
,(x＝t或b)为可调电阻，R
1_x_f
,(x＝t或b)为固定采样电阻，V
ref1
为参考电压，V
on_px
,(x＝t或b)为输出正电压，x＝t为上管驱动电路，x＝b为下管驱动电路；
[0026]该输出负电压的计算公式为
[0027][0028]式中，R
2_x
,(x＝t或b)为可调电阻，R
2_x_f
,(x＝t或b)为固定采样电阻，V
ref2
为参考电压，
‑
V
off_nx
(x＝t或b)为输出负电压，x＝t为上管驱动电路，x＝b为下管驱动电路。
[0029]本申请的工作原理：
[0030]通过可调电阻R
1_x
,(x＝t或b)和固定采样电阻R
1_x_f
,(x＝t或b)对buck降压变换器的输出电压V
on_px
,(x＝t或b)进行采样，采样电压反馈进入buck降压变换器的反馈输入端FB。buck降压变换器根据反馈电压和内部的参考电压V
ref1
的差值控制输出电压稳定。正输
出电压V
on_px
和可调电阻R
1_x
、固定电阻R1_x_fix和buck降压变换器内部参考电压Vref1之间满足计算公式(1)。
[0031][0032]根据计算公式(1)，通过调节可调电阻器R
1_x
的阻值，就是可以实现输出正电压在一定电压范围内的连续调节。
[0033]通过可调电阻R
2_x
,(x＝t或b)和固定采样电阻R
2_x_f
,(x＝t或b)对buck
‑
boost变换器的输出电压
‑
V
off_nx
,(x＝t或b)进行采样，采样电压反馈进入buck
‑
boost变换器的反馈输入端FB。
[0034]buck
‑
boost变换器根据反馈电压和内部的参考电压
‑
V
ref2
的差值控制输出电压稳定。输出负电压
‑
V
off_nx
和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正负驱动电压可调节的功率半桥隔离驱动电路，其用于驱动功率半桥的驱动电路，其特征在于，包括上管驱动电路与下管驱动电路，该上管驱动电路与该下管驱动电路互锁连接，该上管驱动电路的电路结构与该下管驱动电路的电路结构一致；该上管驱动电路包括：隔离驱动电源，其输入端包括外部供电电压，该隔离驱动电源的输出端包括电源正极、电源负极与电源地电平；隔离驱动器，其包括隔离驱动器前级与隔离驱动器后级，该隔离驱动器前级的输入端包括驱动器正极、驱动器地电平与PWM输入信号，该隔离驱动器后级的输出端包括开通驱动电阻、关断驱动电阻、隔离驱动电源正极和隔离驱动电源负极；可调节变换器，其包括正电压可调节变换器、负电压可调节变换器，该正电压可调节变换器的输入端与该电源正极与该电源地电平连接，该正电压可调节变换器的输出端包括正压变换器正极、正压变换器地电平，该负电压可调节变换器的输入端与该电源正极与该电源地电平连接，该负电压可调节变换器的输出端包括负压变换器负极、负压变换器地电平；其中，该正压变换器正极为隔离驱动器后级提供开通电源，该负压变换器负极为隔离驱动器后级提供关断电源。2.根据权利要求1所述的正负驱动电压可调节的功率半桥隔离驱动电路，其特征在于，该正电压可调节变换器为降压变换器，该降压变换器内设置有第一可调电阻、第一固定采样电阻，该第一固定采样电阻用于对该正压变换器正极所输出的电压进行分压，该第一可调电阻用于调节该正压变换器正极所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖龙，詹荣花，陈冬冬，颜文煅，连和谬，
申请(专利权)人：闽南理工学院，
类型：新型
国别省市：