基于自激振荡的IGBT驱动电源电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，属于电源电路技术领域，其包括：自激振荡模块；图腾柱模块，与自激振荡模块输出端连接，在高低变换电平作用下改变开关状态，生成开关驱动信号；降压电路模块，与图腾柱模块的输出端连接；驱动模块，包括隔离开关和绝缘栅双极型晶体管Q3；隔离开关具有正电源端与负电源端，负电源端与降压电路模块的负压输出端连接，隔离开关在不同电平控制信号下输出正负电压。本实用新型专利技术通过负电压生成电路为隔离开关提供负压，以使隔离开关在不同电平控制信号作用下实现IGBT的开关状态控制，以此实现了对负载工作状态的控制。同时，负电压生成电路引入了图腾柱模块，具有扩流效果，进而提高输出带载能力。高输出带载能力。高输出带载能力。

【技术实现步骤摘要】
基于自激振荡的IGBT驱动电源电路
[0001]本技术为2022年09月26日申请的、申请号为“2022225477518”、名称为“一种基于自激振荡的负电压生成电路”专利技术专利的分案申请。


[0002]本技术涉及电源电路
，尤其涉及一种基于自激振荡的IGBT驱动电源电路。

技术介绍

[0003]在一些电源电路应用场景中，需正负电源供电，如驱动IGBT，而部分电源电路只能提供单一电源，因此需要额外增加一新的负电源。目前常用的负电源引入方法是增加一隔离电源，隔离电源正接地，隔离电源负为负电源输出，以此引入负电源。另外，可通过增加负电源芯片以实现负电源输出。然而，采用一般隔离电源产生负电源，电源电路体积增大，且成本开销高；采用专用芯片产生负电源，同样会大大增加成本开销。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的问题，提供了一种基于自激振荡的IGBT驱动电源电路。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，该驱动电源电路包括：
[0006]自激振荡模块，用于输出高低变换电平；
[0007]图腾柱模块，与自激振荡模块的输出端连接，在高低变换电平作用下改变开关状态，生成开关驱动信号；
[0008]降压电路模块，与图腾柱模块的输出端连接，降压电路模块中电容在高低变换电平、开关驱动信号作用下进行充放电，以实现降压处理进而输出负压；
[0009]驱动模块，包括隔离开关和绝缘栅双极型晶体管Q3；隔离开关具有正电源端与负电源端，负电源端与降压电路模块的负压输出端连接，隔离开关在不同电平控制信号下输出正负电压，隔离开关的输出端与绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极连接。
[0010]在一示例中，所述自激振荡模块为基于运算放大器构成的自激振荡子电路。
[0011]在一示例中，所述自激振荡子电路包括运算放大器，运算放大器的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R5接地；运算放大器的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1、电阻R7，电阻R7另一端连接至电源VCC，电阻R1、电阻R7之间引出一点连接至运算放大器的输出端，运算放大器输出端与图腾柱模块连接；
[0012]运算放大器的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C3。
[0013]在一示例中，所述隔离开关为光电耦合器，光电耦合器的负电源端经电容C7、电容C6连接至光电耦合器的正电源端，且电容C7、电容C6之间接地；光电耦合器的输出端经电阻
R8连接至绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极，且电阻R8与绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极之间连接有接地电阻R9，绝缘栅双极型晶体管Q3的发射极接地，绝缘栅双极型晶体管Q3的集电极与负载连接。
[0014]在一示例中，所述降压电路模块为一级降压子电路或多级降压子电路。
[0015]在一示例中，所述一级降压子电路为一次降压子电路，包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端
‑
VCC(VO)。
[0016]在一示例中，所述降压电路模块为二级降压子电路，包括一次降压子电路和二次降压子电路，一次降压子电路配合二次降压子电路对电路电压进行二级降压处理。
[0017]在一示例中，所述一次降压子电路包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；二次降压子电路包括顺次连接的二极管D3、接地电容C5、二极管D2，还包括电容C1；电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阳极与接地电容C4连接，二极管D1的阳极与接地电容C4之间引出负压输出端；二极管D3的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D2的阳极与二极管D1的阴极连接；电容C1一端连接至电容C2与二极管D4的阳极之间(电容C1一端连接至二极管D3的阴极与二极管D4的阳极之间)，另一端连接至二极管D2的阳极与二极管D1的阴极之间。
[0018]具体地，配合上述示例公开的具体自激振荡子电路(振荡器)、图腾柱模块以及驱动模块的电路结构，此时二级降压子电路的工作原理如下：
[0019]刚上电，在振荡电路未工作时，
‑
VCC输出电压为0V，当振荡器开始工作时，若振荡器第一个周期输出为低，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1及D4截止，
‑
VCC输出电压为0V；
[0020]当振荡器输出由低变高时，Q1开通，Q2关闭，D3、D2、D1截止，D4导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到VCC
‑
VQ1
‑
VD4时结束，
‑
VCC输出电压为0V；
[0021]当振荡器输出由高变低时，Q1关闭，Q2开通，D3、D2、D1导通，D4截止，电容C2通过Q2、D3、D2、D1给电容C5、C4充电，当C5电容上电压达到(VD3+VD4+VQ1+VQ2
‑
VCC)，电容C4上的电压达到(VD3+VD2+VD1+VD4+VQ1+VQ2
‑
VCC)时结束，
‑
VCC输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4+VQ1+VQ2
‑
VCC)；
[0022]当振荡器输出由低变高时，Q1开通，Q2关闭，D3、D1截止，D2、D4导通，VCC通过Q1、D4给C2充电，当C2电容上电压达到(VCC
‑
VQ1
‑
VD4)时结束，VCC通过Q1、C2、D2、C5给电容C1充电，当电容C1上电压达到(VD3+VD2+VQ1+VQ2
‑
VCC)结束，
‑
VCC输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4+VQ1+VQ2
‑
VCC)；
[0023]当振荡器输出由高变低时，Q1关闭，Q2开通，D3、D1导通，D2、D4截止，电容C2通过Q2以及D3给电容C5充电，电容C2、电容C1通过Q2以及D1给电容C4充电，当电容C5上电压达到(VD3+VD4+VQ1+VQ2
‑
VCC)，电容C4上电压达到(VD3+VD2+VD1+VD4+2*VQ1+2*VQ2
‑
2*VCC)时结束，
‑
VCC输出电压为(VD3+VD2+VD1+VD4+2*VQ1+2*VQ2
‑
2*VCC)，振荡器通过不断的变换输出电平来维持电容C4上电压的稳定，达到稳定输出负压的目的。
[0024]在一示例中，所述降压电路模块为三级降压子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，其特征在于：其包括：自激振荡模块，用于输出高低变换电平；图腾柱模块，与自激振荡模块的输出端连接，在高低变换电平作用下改变开关状态，生成开关驱动信号；降压电路模块，与图腾柱模块的输出端连接，降压电路模块中电容在高低变换电平、开关驱动信号作用下进行充放电，以实现降压处理进而输出负压；驱动模块，包括隔离开关和绝缘栅双极型晶体管Q3；隔离开关具有正电源端与负电源端，负电源端与降压电路模块的负压输出端连接，隔离开关在不同电平控制信号下输出正负电压，隔离开关的输出端与绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极连接。2.根据权利要求1所述的基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，其特征在于：所述自激振荡模块为基于运算放大器构成的自激振荡子电路。3.根据权利要求2所述的基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，其特征在于：所述自激振荡子电路包括运算放大器，运算放大器的同向输入端连接有电阻R2，电阻R2一端接电源VCC，电阻R2另一端经电阻R5接地；运算放大器的同向输入端还依次连接有电阻R4、电阻R1、电阻R7，电阻R7另一端连接至电源VCC，电阻R1、电阻R7之间引出一点连接至运算放大器的输出端，运算放大器输出端与图腾柱模块连接；运算放大器的反向输入端连接有电阻R3，电阻R3一端连接至电阻R4与电阻R1之间，电阻R3另一端连接有接地电容C3。4.根据权利要求1所述的基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，其特征在于：所述隔离开关为光电耦合器，光电耦合器的负电源端经电容C7、电容C6连接至光电耦合器的正电源端，且电容C7、电容C6之间接地；光电耦合器的输出端经电阻R8连接至绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极，且电阻R8与绝缘栅双极型晶体管Q3的栅极之间连接有接地电阻R9，绝缘栅双极型晶体管Q3的发射极接地，绝缘栅双极型晶体管Q3的集电极与负载连接。5.根据权利要求1所述的基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，其特征在于：所述降压电路模块为一级降压子电路或多级降压子电路。6.根据权利要求5所述的基于自激振荡的IGBT驱动电源电路，其特征在于：所述一级降压子电路为一次降压子电路，包括电容C2、二极管D1、二极管D4和电容C4；电容C2与图腾柱模块的输出端连接，电容C2另一端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极接地；二极管D1的阴极连接至电容C2与二极管D4的阳极之间，二极管D1的阳极与接地电容C4连...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱序涛，代高强，代同振，何凤喜，张帅，
申请(专利权)人：成都复锦功率半导体技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：