降压式开关电源制造技术

降压式开关电源，包括上桥驱动信号模块、下桥驱动信号模块、上下桥模块、以及电感电容稳压模块，上下桥模块包括上桥IGBT和下桥IGBT，上桥驱动信号模块的输出端连接上桥IGBT的栅极，下桥驱动信号模块的输出端连接下桥IGBT的栅极，上桥IGBT的集电极连接高压直流电源，上桥IGBT的发射极通过二极管连接下桥IGBT的集电极，电感电容稳压模块包括电感和电容，所述电感的一端连接下桥IGBT的集电极，下桥IGBT的发射极为低电平，二极管使得电流可以从上桥IGBT的发射极流向所述电感的一端，电感的另一端为输出直流电源。本实用新型专利技术提供一种降压式开关电源，可以低成本高效地生成降压直流电源，供大功率的负载使用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种开关电源，特别适用于大功率直流电机的通过调节电压来调速的场合。技术背景图I所示为常用小功率降压式开关稳压器的原理图。由于电感L只有单向电流流过，没有较大的电压降，输入与输出的电压降主要由开关管VT承受，当负载功率较大时，开关管将发热而无法工作。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种降压式开关电源，可以低成本高效地生成降压直流电源，供大功率的负载使用。本技术采用以下的技术方案降压式开关电源，包括上桥驱动信号模块、下桥驱动信号模块、上下桥模块、以及电感电容稳压模块，所述上下桥模块包括上桥IGBT和下桥IGBT,所述上桥驱动信号模块的输出端连接上桥IGBT的栅极，所述下桥驱动信号模块的输出端连接下桥IGBT的栅极，所述上桥IGBT的集电极连接高压直流电源，上桥IGBT的发射极通过二极管连接下桥IGBT的集电极，所述电感电容稳压模块包括串联的电感和电容，所述电感的一端连接下桥IGBT的集电极，下桥IGBT的发射极为低电平，所述二极管使得电流可以从上桥IGBT的发射极流向所述电感的一端，所述电感的另一端为输出直流电源。进一步，所述降压式开关电源还包括与所述上桥驱动信号模块连接的上桥欠驱动电压保护模块，所述上桥欠驱动电压保护模块用于检测上桥IGBT的栅极与发射极之间的上桥驱动电压，当该上桥驱动电压低于设定值时，上桥驱动信号模块输出低电平，上桥IGBT不导通。进一步，所述降压式开关电源还包括与所述下桥驱动信号模块连接的下桥欠驱动电压保护模块，所述下桥欠驱动电压保护模块用于检测下桥IGBT的栅极与发射极之间的下桥驱动电压，当该下桥驱动电压低于设定值时，下桥驱动信号模块输出低电平，下桥IGBT不导通。优选的，所述上桥IGBT的栅极与发射极之间连接有两个反向串联的稳压二极管。每个稳压二极管的电压为15V，若上桥IGBT的栅极与集电极之间的电压高于20V或低于-20V，上桥IGBT会立即被烧毁，所以在上桥IGBT的栅极与集电极之间加上两个反向连接的15V的稳压二极管可以起限压保护作用。优选的，所述下桥IGBT的栅极与发射极之间连接有两个反向串联的稳压二极管。每个稳压二极管的电压为15V，若下桥IGBT的栅极与集电极之间的电压高于20V或低于-20V，下桥IGBT会立即被烧毁，所以在下桥IGBT的栅极与集电极之间加上两个反向连接的15V的稳压二极管可以起限压保护作用。优选的，所述高压直流电源为500V。本技术的技术构思在于当上桥IGBT导通时，高压直流电源经过上桥IGBT、二极管、电感电容稳压模块的电感对电容充电，这时电感流过正向电流；当下桥IGBT导通时，输出直流电源经过电感电容稳压模块的电感流向下桥IGBT，这时电感流过反向电流；这样，电感通过的是正负交替变化的高频交流电，较小的电感可以获得大的感抗而起到良好的分压作用，高压直流电源与输出直流电源之间的压差主要由电感承担，这样上桥IGBT的压降小，从而能通过更大的电流(因为IGBT的最大耗散功率是恒定的)，这样，该降压式开关电源可以用于大功率负载的工作场合。另外，开关电路选用高效、耐高压的电压驱动的IGBT作为开关管，可以扩大该开管电源的电压及功率范围。本技术的有益效果在于(1)采用上下桥结构，利用了 IGBT作为开关管，提供了低成本、高效地生成降压直流电源的解决方案；(2)电感主要提供压降的作用，由于电感通过的是高频交流电，电感可以比较小，节省制作大电感所需的原材料，节约了成本。附图说明 图I是上桥驱动信号模块的电路图之一。图I续是上桥驱动彳目号I旲块的电路图之_■，其中，Iinel、line2、line3、line4是图I与图I续的连接点。图2是下桥驱动信号模块的电路图。图3是上桥欠驱动电压保护模块的电路图。图4是下桥欠驱动电压保护模块的电路图。图5是上下桥模块和电感电容稳压模块的电路图。附图标号1_上桥驱动信号模块；2_下桥驱动信号模块；3_上下桥模块；4_电感电容稳压模块；5_上桥欠驱动电压保护模块；6_下桥欠驱动电压保护模块。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。参照图1-5 :降压式开关电源，包括上桥驱动信号模块I、下桥驱动信号模块2、上下桥模块3、以及电感电容稳压模块4，所述上下桥模块3包括上桥IGBT和下桥IGBT，所述上桥驱动信号模块I的输出端连接上桥IGBT QlO的栅极，所述下桥驱动信号模块2的输出端连接下桥IGBT Qll的栅极，所述上桥IGBT QlO的集电极连接500V的高压直流电源，上桥IGBT QlO的发射极通过二极管D15连接下桥IGBT Qll的集电极，所述电感电容稳压模块4包括串联的电感L6和电容，所述电容由C60与C61串联而成，所述电感L6的一端连接下桥IGBT Qll的集电极，下桥IGBT Qll的发射极为低电平G，所述二极管D15使得电流可以从上桥IGBT QlO的发射极流向所述电感L6的一端，所述电感L6的另一端为输出直流电源￥_0讥。所述降压式开关电源还包括与所述上桥驱动信号模块I连接的上桥欠驱动电压保护模块5，所述上桥欠驱动电压保护模块5用于检测上桥IGBT QlO的栅极与发射极之间的上桥驱动电压(ZG+) -ZS,当该上桥驱动电压低于设定值(取决于Dl、R9和P3，对于图中参数该设定值为12V)，上桥驱动信号模块I输出低电平，上桥IGBT QlO不导通。图2中上桥欠驱动电压保护模块5检测的是+20_Z-ZS，由于上桥IGBT导通时(ZG+) =+20_Z (Q2截止，Q3导通)，所以检测+20_Z-ZS就是检测(ZG+) -ZS0所述降压式开关电源还包括与所述下桥驱动信号模块2连接的下桥欠驱动电压保护模块6，所述下桥欠驱动电压保护模块6用于检测下桥IGBT的栅极与发射极之间的下桥驱动电压(ZG-) -G,当该下桥驱动电压低于设定值时，下桥驱动信号模块2输出低电平，下桥IGBT不导通。图4中下桥欠驱动电压保护模块5检测的是+15V-G，由于下桥IGBT导通时(ZG-) =+15V (Q8截止，Q9导通)，所以检测+15V-G就是检测(ZG-) -G。所述上桥IGBT的栅极与发射极之间连接有两个反向串联的稳压二极管D12和D13。每个稳压二极管的电压为15V，若上桥IGBT的栅极与集电极之间的电压高于20V或低于-20V，上桥IGBT会立即被烧毁，所以在上桥IGBT的栅极与集电极之间加上两个反向连接的15V的稳压二极管可以起限压保护作用。所述下桥IGBT的栅极与发射极之间连接有两个反向串联的稳压二极管D18和·D19。每个稳压二极管的电压为15V，若下桥IGBT的栅极与集电极之间的电压高于20V或低于-20V，下桥IGBT会立即被烧毁，所以在下桥IGBT的栅极与集电极之间加上两个反向连接的15V的稳压二极管可以起限压保护作用。本实施例的电路原理说明如下I. Vcc,Gnd为外部数字电源，+500V、G为外部输入直流电源，+15V、G、_10V为下桥驱动用外部电源，+5V、+20_Z.ZS.-5_Z为上桥驱动用外部电源，V_0UT、G是本实施例降压式开关电源的输出。其中，+20_Z-ZS=15V，ZS- (_5_Z)=5V。2·Ρ1、Ρ2、Ρ3、Ρ4 为光耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
降压式开关电源，其特征在于：包括上桥驱动信号模块、下桥驱动信号模块、上下桥模块、以及电感电容稳压模块，所述上下桥模块包括上桥IGBT和下桥IGBT，所述上桥驱动信号模块的输出端连接上桥IGBT的栅极，所述下桥驱动信号模块的输出端连接下桥IGBT的栅极，所述上桥IGBT的集电极连接高压直流电源，上桥IGBT的发射极通过二极管连接下桥IGBT的集电极，所述电感电容稳压模块包括串联的电感和电容，所述电感的一端连接下桥IGBT的集电极，下桥IGBT的发射极为低电平，所述二极管使得电流可以从上桥IGBT的发射极流向所述电感的一端，所述电感的另一端为输出直流电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，李绣峰，
申请(专利权)人：台州学院，温岭市三木机电有限公司，
类型：实用新型
国别省市：