PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路的製作方法

2023-05-27 05:59:01

本實用新型屬於PWM變換器技術領域，具體涉及一種PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路。

背景技術：

PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的驅動電源經常採用自舉方式，但是現有的自舉電路只是針對單電源驅動電路。對於上橋臂開關驅動電路採用雙電源驅動時，非常有必要設計出一種負電源自舉電路，從而簡化驅動電路的設計。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路，由一個負直流電源通過各自的自舉二極體為各上橋臂開關管提供負驅動電源，有效簡化了驅動電源電路。

本實用新型所採用的技術方案是，PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路，包括有n個通過導線依次連接到P點和N點的半橋；每個半橋均由半橋上開關管TPi和半橋下開關管TNi串連構成，且半橋上開關管TPi位於半橋下開關管TNi的上部；每個半橋上開關管TPi的集電極均通過導線與直流電壓Udc的正端P點連接，每個半橋下開關管TNi的發射極均通過導線與直流電壓Udc的負端N點連接，通過導線連接在一起的半橋上開關管TPi和半橋下開關管TNi的中點為交流電源輸出端Ui，(i＝1，2，…，n)；每個半橋上開關管TPi還通過導線連接上管驅動電路，每個半橋下開關管TNi還通過導線連接下管驅動電路；第i個上管驅動電路的正電源UPi+連接去耦電容CPi+，第i個上管驅動電路的負電源UPi-連接去耦電容CPi-；第i個下管驅動電路的正電源UNi+連接去耦電容CNi+，第i個下管驅動電路的負電源UNi-連接去耦電容CNi-，(i＝1，2，…，n)；第i個上管驅動電路的正電源UPi+由上下管正驅動電源UN+經上管正電源自舉二極體DPi+提供，第i個上管驅動電路的負電源電壓UPi-由上管負驅動電源電壓UP-經上管負電源自舉二極體DPi-提供，上管正電源自舉二極體DPi+分別通過導線與上下管正驅動電源UN+、下管驅動電路連接，(i＝1，2，…，n)；下管驅動電路的正電源UNi+由上下管正驅動電源UN+直接提供，下管驅動電路的負電源UNi-由下管負驅動電源UN-直接提供。

本實用新型的特點還在於：

第i個上管驅動電路的正電源UPi+的上管正電源自舉二極體DPi+的陽極接上下管正驅動電源UN+的正極端，上管正電源自舉二極體DPi+的陰極接第i個上管驅動電路的正電源UPi+的正極端；第i個上管負驅動電源UPi-的上管負電源自舉二極體DPi-的陰極接上管負驅動電源UP-的負極端，上管負電源自舉二極體DPi-的陽極接第i個上管負驅動電源UPi-的負極端，i＝1，2，…，n。

本實用新型的有益效果在於：

(1)本實用新型PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路，為需要正負雙電源驅動電路(例如IGBT驅動電路)的場合提供了一種新的電源方案。

(2)本實用新型PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路，是由一個負直流電源通過各自的自舉二極體為所有上橋臂開關管提供負驅動電源，能有效地簡化驅動電路電源。

附圖說明

圖1是本實用新型PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路的結構示意圖。

圖中，1.PWM半橋，2.半橋上開關管TPi，3.半橋下開關管TNi，4.直流電壓Udc，5.交流電壓輸出端Ui，6.上管驅動電路，7.下管驅動電路，8.去耦電容CPi+，9.去耦電容CPi-，10.去耦電容CNi+，11.去耦電容CNi-，12.上管正電源自舉二極體DPi+，13.上管負電源自舉二極體DPi-，14.上下管正驅動電源UN+，15.上管負驅動電源UP-，16.下管負驅動電源UN-。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路，如圖1所示，包括有n個通過導線依次連接到P點和N點的PWM半橋1；每個PWM半橋1均由半橋上開關管TPi2和半橋下開關管TNi3串連構成，且半橋上開關管TPi2位於半橋下開關管TNi3的上部；每個半橋上開關管TPi2的集電極均通過導線與直流電壓Udc4的正端P點連接，每個半橋下開關管TNi3的發射極均通過導線與直流電壓Udc4的負端N點連接，通過導線連接在一起的半橋上開關管TPi2和半橋下開關管TNi3的中點為交流電源輸出端Ui5，(i＝1，2，…，n)；每個半橋上開關管TPi2還通過導線連接上管驅動電路6，每個半橋下開關管TNi3還通過導線連接下管驅動電路7；第i個上管驅動電路6的正電源UPi+連接去耦電容CPi+8，第i個上管驅動電路6的負電源UPi-連接去耦電容CPi-9；第i個下管驅動電路7的正電源UNi+連接去耦電容CNi+10，第i個下管驅動電路7的負電源UNi-連接去耦電容CNi-11，i＝1，2，…，n；第i個上管驅動電路6的正電源UPi+由上下管正驅動電源UN+14經上管正電源自舉二極體DPi+12提供，第i個上管驅動電路6的負電源電壓UPi-由上管負驅動電源電壓UP-15經上管負電源自舉二極體DPi-13提供，上管正電源自舉二極體DPi+12分別通過導線與上下管正驅動電源UN+14、下管驅動電路7連接，i＝1，2，…，n；下管驅動電路7的正電源UNi+由上下管正驅動電源UN+14直接提供，下管驅動電路7的負電源UNi-由下管負驅動電源UN-16直接提供。

第i個上管驅動電路6的正電源UPi+(即去耦電容CPi+8上的電壓)的上管正電源自舉二極體DPi+12的陽極接上下管正驅動電源UN+14的正極端，上管正電源自舉二極體DPi+12的陰極接第i個上管驅動電路6的正電源UPi+(即去耦電容CPi+8上的電壓)的正極端；第i個上管負驅動電源UPi-(即去耦電容CPi-9上的電壓)的上管負電源自舉二極體DPi-13的陰極接上管負驅動電源UP-15的負極端，上管負電源自舉二極體DPi-13的陽極接第i個上管負驅動電源UPi-(即去耦電容CPi-9上的電壓)的負極端，i＝1，2，…，n。

本實用新型PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路，當半橋上開關管TPi2(第i個上管)導通時，第i個半橋輸出交流電壓輸出端Ui5點與P點等電位，上管負驅動電源UP-15通過上管負電源自舉二極體DPi-13為去耦電容CPi-9充電，使得UPi-＝UP-；當半橋下開關管TNi3(第i個下管)導通時，交流電壓輸出端Ui5點與N點等電位，上管負電源自舉二極體DPi-13反向阻斷，第i個上管負驅動電源UPi-(即CPi-9上的電壓)維持不變；i＝1，2，…，n；上管正驅動電源UPi+、下管正驅動電源UNi+和下管負驅動電源UNi-的產生方式是常規的方法，i＝1，2，…，n。

本實用新型PWM橋式變換器上橋臂開關驅動電路的負電源自舉電路的原理為：由一個負直流電源通過自舉二極體為所有n個上橋臂半橋上開關管TPi 2提供負驅動電源，包括n＝1時半橋變換電路的情況，n＝2時的單相全橋變換電路的情況，n＝3時的三相全橋變換電路的情況，以及n>3時的各種變換電路的情況。