CN115589151A - 一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，包括：采用反激式结构，包括：反激变压器，前级电路和后级电路；前级电路包括：并联在输入端的输入侧子电路和连接反激变压器原边绕组的反激转换模块；输入侧子电路抑制反激电路中感生电动势对电路输入造成的电压尖峰；反激转换模块将输入转换成电流脉冲传输至反激变压器的原边绕组；反激变压器将输入与输出隔离，并通过磁路进行能量传递；后级电路设置保证电源的正常输出。本发明实施例提供的技术方案解决了现有驱动电源电路中，由于驱动模块分离而导致控制器整体设计时接口较为复杂的问题，以及电源电路中器件不易更换，且更换成本高、更换过程费时等问题。

Description

一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路
技术领域
本发明涉及但不限于多电飞机通用电机控制器技术领域，尤指一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路。
背景技术
碳化硅(SiC)功率器件作为一种新型的具有发展潜力的功率器件，具有高功率密度、耐高温、高频、低损耗的特点，并且还有优良导热系数优势，可以极大的减小散热器的设计尺寸，对提高整机功率密度、减小设备体积和重量、减小散热系统具有重要意义。IGBT功率器件作为电机控制器最常用的电能控制模块，其正确的导通关断关系到功率电路的安全运行。
上述各种功率器件，SiC功率器件和IGBT功率器件的门极都要求一定的驱动电流，但门极开关电压的正负两种电平却不尽相同；而控制电路产生PWM信号的幅值为0～5V，而且电流很小，不具有驱动能力。驱动组件作为电机控制器中主功率电路和控制电路的媒介，能将控制电路发出的PWM信号转换成能够驱动功率模块开关的PWM波，控制功率器件的开通关断，实现主电路逆变驱动电机。驱动组件中的核心部件是驱动芯片，PWM信号的转换过程就是在驱动芯片中完成的；现有驱动芯片的内部集成了功率MOSFET，与其配套电路共同构成放大电路，将输入的PWM信号在不改变频率和占空比的条件下进行幅值和功率的放大，使输出的PWM波可以满足SiC/IGBT功率器件门极开关的电压和电流条件。
对PWM信号进行功率放大需要外部电源提供能量，针对该需求引入驱动电源。现在市面上的工业级驱动核、驱动板等(如Bronze的2CP0435、CONCEPT公司的SCALE系列驱动器以及青铜剑公司的驱动器等)，其输入电压均为15V，通过内部电路进行转换输出正负两种电平，而且可实现“轨到轨”放大，驱动电流达10A以上。但国内外厂家生产的这些高集成的驱动核存在以下问题：一是这些驱动模块往往是分离的，在控制器整体设计时接口较为复杂，对于控制器整体结构设计不够友好；二是驱动模块上集成的电源输入电压变化范围较窄，且无法更换电路中的器件，当电路出现问题时需要更换整块驱动板，更换成本高且过程费时。
发明内容
本发明的目的：为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，以解决现有驱动电源电路中，由于驱动模块分离而导致控制器整体设计时接口较为复杂的问题，以及电源电路中器件不易更换，且更换成本高、更换过程费时等问题。
本发明的技术方案：本发明实施例提供一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，包括：所述正负双端隔离电源电路采用反激式结构，包括：反激变压器，位于反激变压器的原边绕组一侧的前级电路，以及位于反激变压器的副边绕组一侧的后级电路；
其中，所述前级电路中包括：并联在输入端的输入侧子电路和连接反激变压器原边绕组的反激转换模块；
所述输入侧子电路，用于抑制反激电路中感生电动势对电路输入造成的电压尖峰；
所述反激转换模块，用于将输入转换成电流脉冲传输至反激变压器的原边绕组，并且采用电压反馈调节稳压；
所述反激变压器，用于将输入与输出隔离，并通过磁路进行能量传递；
所述后级电路设置为反激变压器的输出侧子电路，用于保证电源的正常输出。
可选地，如上所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路中，
所述输入侧子电路由并联的多个电容构成，所述并联的多个电容在输入端作为旁路电容使用，具体用于抑制反激电路中感生电动势对电路输入造成的电压尖峰。
可选地，如上所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路中，所述反激转换模块包括：反激电源控制芯片U1及其外部配套电路；
所述反激电源控制芯片U1，具体用于将输入转换成电流脉冲传输至反激变压器的原边绕组，并且通过输出电压反馈进行调节稳压；
所述外部配套电路，用于反激电源控制芯片U1工作使能、芯片内部集成开关管的电压箝位、反馈电压输入、反馈参考电流设定、温度补偿、芯片软启动。
可选地，如上所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路中，所述反激电源控制芯片U1的外部配套电路包括：箝位子电路、使能子电路、反馈电阻、参考设定电阻、温度补偿电阻和软启动电容；
其中，所述箝位子电路包括：电压瞬变抑制二极管D3和反向串联的阻流二极管D6，所述箝位子电路与原边绕组并联，D3的阳极接输入端，用于对集成在反激电源控制芯片U1中的开关管的源漏极电压进行箝位，从而缩短箝位时间并且减小损耗；
所述使能子电路包括：串联的电阻R4和电阻R10，所述电阻R4的一端连接输入端，R10的一端连接输入地，串联连接处连接反激电源控芯片U1的EN引脚；所述串联的电阻R4和电阻R10形成分压电路，用于将输入电压分压得到使能电压；
所述反馈电阻R9的两端分别连接反激电源控芯片U1的FB引脚和SW引脚，用于采集原边绕组的电压作为反馈输入，并反馈给反激电源控芯片U1；
所述参考设定电阻R11的两端分别连接反激电源控芯片U1的RSET引脚和输入地，用于通过设定的参考电流，与反馈电阻R9共同影响输出电压；
所述温度补偿电阻R8的两端分别连接反激电源控芯片U1的RSET引脚和TC引脚，用于补偿温度对电路参数的影响；
所述软启动电容C14的两端分别连接反激电源控芯片U1的SS引脚和输入地，用于调节电路启动时间。
可选地，如上所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路中，
所述反激变压器T1设置为一组原边绕组和两组副边绕组的三绕组反极性结构，中间具有磁芯；所述反激变压器T1的原边绕组连接输入端和反激电源控芯片U1的SW引脚，副边绕组1和副边绕组2连接其异名端作为公共输出地引出，另外一端各自引出连接对应的输出侧子电路。
可选地，如上所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路中，所述输出侧子电路包括：与两组副边绕组一一对应连接的两个输出侧分电路；所述输出侧子电路包括：整流滤波子电路、稳压保护子电路、输出指示子电路；
其中，所述整流滤波子电路，用于将反激变压器T1中对应副边绕组输的脉冲电流整流形成近似直流电流，并且对输出杂波进行滤除处理；
所述稳压保护子电路，用于防止输出过压；
所述输出指示子电路，用于在有电压输出时通过发光管的发光指示。
可选地，如上所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路中，所述输出侧子电路具体包括：与副边绕组1对应连接的输出侧分电路1，与副边绕组2对应连接的输出侧分电路2；
所述整流滤波子电路包括：设置于输出侧分电路1中的整流二极管D1，滤波电容C2、C3、C4，设置于输出侧分电路2中的整流二极管D2，滤波电容C8、C9、C10，以及隔离电容C13；其中，整流二极管D1的阳极接到副边绕组1的引出端，整流二极管D5的阴极接到副边绕组2的引出端，整流二极管D1的阴极接正电压输出端，整流二极管D5的阳极接连接负电压输出端；滤波电容C2、C3、C4并联在正电压输出端与输出地之间，滤波电容C8、C9、C10并联在负电压输出端与输出地之间；隔离电容C13连接在输入地与输出地之间，用于平衡地间电势；
所述稳压保护子电路包括：设置于输出侧分电路1中的稳压管D2，设置于输出侧分电路2中的稳压管D4，稳压管D2反向连接在正电压输出端与输出地之间，稳压管D4反向连接在负电压输出端与输出地之间；
所述输出指示子电路包括：设置于输出侧分电路1中电阻R5和发光管LD1，设置于输出侧分电路2中的电阻R6和发光管LD2；所述电阻R5与发光管LD1串联后，连接在正电压输出端与输出地之间；所述电阻R6和发光管LD2串联后，连接在负电压输出端与输出地之间。
可选地，如上所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路中，所述外部配套电路，还包括：
由电阻R2和电容C11串联形成的第一RC吸收回路，所述第一RC吸收回路并联在箝位子电路的两端，用于防止电压过大时，箝位子电路中的D3和D6被击穿；
所述整流滤波子电路还包括：由电阻R1和电容C1串联形成第二RC吸收回路，所述第二RC吸收回路并联在输出侧分电路1中整流二极管D1的两端；由电阻R3和电容C12串联形成第三RC吸收回路，所述第三RC吸收回路并联在输出侧分电路2中整流二极管D5的两端。
本发明的有益效果：本发明实施例提供的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，整体电路结构为反激式变化电路，包括：反激变压器，位于反激变压器的原边绕组一侧的前级电路，以及位于反激变压器的副边绕组一侧的后级电路；采用前级电路，一方面可以抑制反激电路中感生电动势对电路输入造成的电压尖峰，另一方面可以将输入转换成电流脉冲传输至反激变压器的原边绕组，并且采用电压反馈调节稳压；采用反激变压器将输入与输出隔离，并通过磁路进行能量传递；采用后级电路保证电源的正常输出。
本发明实施例提供的正负双端隔离电源电路，结构简单，成品的印制板尺寸仅为28mm*14mm，体积小巧，便于拆卸和调试，适用于航空电机的SiC功率器件和IGBT功率器件的驱动方案。另外，采用本发明实施例提供的技术方案，可以将驱动电路和电源电路分离，从而简化驱动设计，与市面上的集成驱动模块相比减少了一定成本，使得IGBT功率器件在航空电机驱动方面的应用更加成熟，而较高价格的SiC功率器件也能够更广泛地用于航空电机驱动。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为一种现有反激电路的原理示意图；
图2为本发明实施例提供的一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路的结构示意图；
图3为采用本发明实施例提供的正负双端隔离电源电路作为SiC功率器件驱动电压所测试得到的负载特性曲线；
图4为采用本发明实施例提供的正负双端隔离电源电路作为IGBT功率器件驱动电压所测试得到的负载特性曲线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
上述背景技术中已经说明，针对PWM信号进行功率放大需引入驱动电源；然而，现有高集成的驱动核主要存在以下两方面问题：
一方面，这些驱动模块往往是分离的，在控制器整体设计时接口较为复杂，对于控制器整体结构设计不够友好；
另一方面，驱动模块上集成的电源输入电压变化范围较窄，且无法更换电路中的器件，当电路出现问题时需要更换整块驱动板，更换成本高且过程费时。
针对现有高集成驱动核存在的上述问题，本发明实施例提供一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路。
驱动电源电路属于DC-DC变换，为使电路简洁并且实现电气隔离，多选择反激电路，输入输出隔离通过变压器来实现，如图1所示，为一种现有反激电路的原理示意图，该反激电路由变压器W1-W2、开关管Q、二极管D1、电容等构成。反激电路有电流连续和断续两种工作方式，如图1所示，变压器的原边绕组电流不存在连续情况，连续指变压器两个绕组的合成安匝在一个周期内不为零。
本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图2为本发明实施例提供的一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路的结构示意图。如图2所示，本发明实施例提供的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路主要包括三部分结构，即包括：反激变压器，位于反激变压器的原边绕组一侧的前级电路，以及位于反激变压器的副边绕组一侧的后级电路。
如图2所示正负双端隔离电源电路的结构中，前级电路中包括：并联在输入端的输入侧子电路和连接反激变压器原边绕组的反激转换模块。
在本发明实施例中，输入侧子电路可以抑制反激电路中感生电动势对电路输入造成的电压尖峰；如果不具备抑制电压尖峰的功能，则整个电源电路会反向对输入电源造成影响。
在本发明实施例中，反激转换模块可以将输入转换成电流脉冲传输至反激变压器的原边绕组，并且采用电压反馈调节稳压。
在本发明实施例中，反激变压器可以将输入与输出隔离，并通过磁路进行能量传递；
在本发明实施例中，后级电路设置为反激变压器的输出侧子电路，采用该后级电路可以保证电源的正常输出。
如图2所示，以下分别对本发明实施例提供的正负双端隔离电源电路中三部分电路结构和功能进行详细说明。
(一)前级电路
如图2所示，输入侧子电路由并联的多个电容构成，如图2中的电容C5、C6和C7，这些并联的电容在输入端可以作为旁路电容使用，具体采用这些并联电容实现抑制反激电路中感生电动势对电路输入造成的电压尖峰的作用。
需要说明的是，实际上，直流电源都会存在一定的电感成分串联在等效电路中，由于反激电路向电源索取的是变化率很高的电流脉冲，会在电感处形成一个几十伏的感生电动势，其叠加在直流电压上形成电压尖峰，因此需要通过并联电容的方式对电压尖峰进行抑制。
如图2所示，反激转换模块包括：反激电源控制芯片U1及其外部配套电路。
本发明实施例中，具体采用反激电源控制芯片U1实现将输入转换成电流脉冲传输至反激变压器的原边绕组，并且通过输出电压反馈进行调节稳压的功能。
该反激电源控制芯片U1的外部配套电路，可以对反激电源控制芯片U1进行工作使能，并且实现对芯片内部集成开关管的电压箝位、反馈电压输入、反馈参考电流设定、温度补偿、芯片软启动。
如图2所示，本发明实施例中反激电源控制芯片U1的外部配套电路包括：箝位子电路、使能子电路、反馈电阻、参考设定电阻、温度补偿电阻和软启动电容等；通过这些子电路和电路器件可以保证芯片U1的功能正常实现。
其中，箝位子电路包括：电压瞬变抑制二极管D3和反向串联的阻流二极管D6，所述箝位子电路与原边绕组并联，D3的阳极接输入端，用于对集成在反激电源控制芯片U1中的开关管的源漏极电压进行箝位，从而大幅缩短箝位时间并且减小损耗；需要说明的是，开关管集成在U1中，该开关管等同于图1中的开关管Q。可选地，还可以采用电阻R2和电容C11串联形成第一RC吸收回路，该第一RC吸收回路并联在箝位子电路的两端，用于防止电压过大时，箝位子电路中的D3和D6被击穿。
使能子电路包括：串联的电阻R4和电阻R10，所述电阻R4的一端连接输入端，R10的一端连接输入地，串联连接处连接反激电源控芯片U1的EN引脚；所述串联的电阻R4和电阻R10形成分压电路，用于将输入电压分压得到使能电压；
反馈电阻R9的两端分别连接反激电源控芯片U1的FB引脚和SW引脚，用于采集原边绕组的电压作为反馈输入，并反馈给反激电源控芯片U1；
所述参考设定电阻R11的两端分别连接反激电源控芯片U1的RSET引脚和输入地，用于通过设定的参考电流，与反馈电阻R9共同影响输出电压；
所述温度补偿电阻R8的两端分别连接反激电源控芯片U1的RSET引脚和TC引脚，用于补偿温度对电路参数的影响；
所述软启动电容C14的两端分别连接反激电源控芯片U1的SS引脚和输入地，用于调节电路启动时间。
(二)反激变压器
如图2所示，本发明实施例中的反激变压器T1可以采用一组原边绕组和两组副边绕组的三绕组反极性结构，中间具有磁芯；采用该反激变压器T1可以将输入和输出隔离，通过磁路进行能量传递。该反激变压器T1的原边绕组连接输入端和反激电源控芯片U1的SW引脚，副边绕组1和副边绕组2连接其异名端作为公共输出地引出，另外一端各自引出连接对应的输出侧子电路。
(三)后级电路
如图2所示，后级电路，即输出侧子电路可以包括：与两组副边绕组一一对应连接的两个输出侧分电路；该输出侧子电路包括：整流滤波子电路、稳压保护子电路、输出指示子电路。
本发明实施例中，整流滤波子电路，用于将反激变压器T1中对应副边绕组输的脉冲电流整流形成近似直流电流，并且对输出杂波进行滤除处理；
稳压保护子电路，用于防止输出过压；
输出指示子电路，用于在有电压输出时通过发光管的发光指示。
本发明实施例具体实现中，输出侧子电路具体包括：与副边绕组1对应连接的输出侧分电路1，与副边绕组2对应连接的输出侧分电路2。
如图2所示，整流滤波子电路包括：设置于输出侧分电路1中的整流二极管D1，滤波电容C2、C3、C4，设置于输出侧分电路2中的整流二极管D2，滤波电容C8、C9、C10，以及隔离电容C13；其中，整流二极管D1的阳极接到副边绕组1的引出端，整流二极管D5的阴极接到副边绕组2的引出端，整流二极管D1的阴极接正电压输出端，整流二极管D5的阳极接连接负电压输出端，具体用于将反激变压器T1中对应副边绕组输的脉冲电流整流形成近似直流电流；滤波电容C2、C3、C4并联在正电压输出端与输出地之间，滤波电容C8、C9、C10并联在负电压输出端与输出地之间，用于滤除输出杂波；隔离电容C13连接在输入地与输出地之间，用于平衡地间电势。
可选地，该整流滤波子电路中还包括：由电阻R1和电容C1串联形成第二RC吸收回路，所述第二RC吸收回路并联在输出侧分电路1中整流二极管D1的两端；由电阻R3和电容C12串联形成第三RC吸收回路，所述第三RC吸收回路并联在输出侧分电路2中整流二极管D5的两端；其中，第二RC吸收回路和第三RC吸收回路的作用与上述前级电路中第一RC吸收回路。
如图2所示，稳压保护子电路包括：设置于输出侧分电路1中的稳压管D2，设置于输出侧分电路2中的稳压管D4，稳压管D2反向连接在正电压输出端与输出地之间，稳压管D4反向连接在负电压输出端与输出地之间，具体用于防止输出过压。
如图2所示，输出指示子电路包括：设置于输出侧分电路1中电阻R5和发光管LD1，设置于输出侧分电路2中的电阻R6和发光管LD2；所述电阻R5与发光管LD1串联后，连接在正电压输出端与输出地之间；所述电阻R6和发光管LD2串联后，连接在负电压输出端与输出地之间。具体实现中，电阻R5的另一端连接正电压输出端，发光管LD1的阴极连接输出地；电阻R6的另一端连接负电压输出端，发光管LD1的阳极极连接输出地。该输出指示子电路中，发光管串联电阻限流，分别并联在两个输出端，有电压输出时发光指示。
本发明实施例提供的正负双端隔离电源电路，可以适用于对SiC功率器件和IGBT功率器件的门极驱动，对于不同功率的门极驱动，可以通过对图2所示电路中的芯片U1，以及后级电路中各种二级管选用不同的型号。以下实施例中具体说明。
本发明实施例提供的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，整体电路结构为反激式变化电路，包括：反激变压器，位于反激变压器的原边绕组一侧的前级电路，以及位于反激变压器的副边绕组一侧的后级电路；采用前级电路，一方面可以抑制反激电路中感生电动势对电路输入造成的电压尖峰，另一方面可以将输入转换成电流脉冲传输至反激变压器的原边绕组，并且采用电压反馈调节稳压；采用反激变压器将输入与输出隔离，并通过磁路进行能量传递；采用后级电路保证电源的正常输出。
本发明实施例提供的正负双端隔离电源电路，结构简单，成品的印制板尺寸仅为28mm*14mm，体积小巧，便于拆卸和调试，适用于航空电机的SiC功率器件和IGBT功率器件的驱动方案。另外，采用本发明实施例提供的技术方案，可以将驱动电路和电源电路分离，从而简化驱动设计，与市面上的集成驱动模块相比减少了一定成本，使得IGBT功率器件在航空电机驱动方面的应用更加成熟，而较高价格的SiC功率器件也能够更广泛地用于航空电机驱动。
以下通过一些具体实施例对本发明提供的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路的实施方式进行示意性说明。
如图2所示正负双端隔离电源电路的具体结构，该电路相关说明及主要器件选型如下：
1、前级电路
反激电源控制芯片U1采用LM5180。具体为一款初级侧稳压(PSR)反激式转换器，输入电压范围4.5～65V。隔离输出电压采样自初级侧反激电压，因此无需使用光耦、电压基准或变压器的第三绕组进行输出电压稳压。片上集成了功率MOSFET，能够提供最大7W的输出功率。芯片使能电压引脚应大于1.5V，配套电路参数选型根据输出电压并结合数据手册得出，如图2所示。
箝位子电路为二极管箝位方式，采用电压瞬变抑制二极管DFLZ24-7(图2中D3)进行箝位。
2、反激变压器T1
反激变压器将输入和输出隔离开，通过磁路实现能量传递。根据电路驱动SiC功率器件的需求，选用WE公司型号为750318208的变压器，绕组为一原两副，线圈电感27uH，匝数比为3.5:3.5:1，最大电流1.5A；而根据电路驱动IGBT功率器件的需求，选用CoilCraft公司型号为YA8916-BLD的变压器，绕组同样为一原两副，线圈电感为30uH，匝数比为1:1:0.52，最大电流2A。
3、后级电路
根据电源驱动两种功率器件需输出的电压不同，选用的稳压管也不同：SiC功率器件的驱动电源选用的稳压管是BZX585-B18和BZX585-B5V1，其稳定电压分别为18V和5.1V；IGBT功率器件的驱动电源选用的稳压管是BZT52C18T-7和BZT52C8V2T-7，其稳定电压分别为18V和8.2V。
采用本发明实施例提供的正负双端隔离电源电路，输入电压范围12～65V(适用于飞机上28V电压体制)，输出两路共地，输出电压根据功率器件类型分为两种，一种是直流电压+15V和-4V(驱动SiC功率模块)；另一种是直流电压+15V和-8V(驱动IGBT功率模块)。每路额定输出电流均为200mA，额定总输出功率分别为3.8W(SiC)和4.6W(IGBT)。驱动电源与驱动电路相互独立，便于拆卸更换。
以下通过两个实例对本发明提供的正负双端隔离电源电路驱动SiC功率器件和IGBT功率器件的不同的空载及负载测试进行说明。
实施例1：SiC功率器件的驱动电源；
电路中器件参数如图2所示，输入接28V电源。
测试方式如下：
(1)空载测试
图2中的正、负电压输出端开路，测得输出电压分别是14.6V和-3.82V，测得两路输出的电压纹波都只有200mV。
(2)负载测试
两个输出端(正、负电压输出端)的额定输出电流为200mA，15V输出端接75欧电阻，-4V输出端接25欧电阻，测得输入电流为0.151A；在该电路处于满载状态时，即当前状态下测得正、负电压输出端的电压分别是13.8V和-3.28，测量出的输出电压纹波增大至600mV。计算出该驱动电源满载时的效率为82.0％。
通过改变负载电阻大小，使输出电流变化为额定输出电流的75％、50％、25％，再结合前述满载(100％)和空载(0％)的两路输出端的电压数据，绘制出负载特性曲线。如图3所示，为采用本发明实施例提供的正负双端隔离电源电路作为SiC功率器件驱动电压所测试得到的负载特性曲线。
可以看出，当负载增加时，两路输出端的输出电压近似线性降低，满载(即额定负载)与空载时相比电压下降不到1V；另外，根据曲线计算出满载时的负载调整率为5.48％(+15V输出端)和14.1％(-4V输出端)。从图3可以看出，两路输出端电压受负载影响较小，输出电压稳定。
实施例2：IGBT功率器件的驱动电源；
电路中器件参数如图2所示，输入接28V电源，更换的器件如图2中括号内的器件型号。
测试方式如下：
(1)空载测试
图2中的正、负电压输出端开路，测得输出电压分别是15.5V和-7.85V，15V输出端电压纹波400mV，-8V输出端电压纹波500mV。
(2)负载测试
两个输出端(正、负电压输出端)的额定输出电流为每路200mA，15V输出端接75欧电阻，-8V输出端接50欧电阻，测得输入电流为0.175A；在该电路处于满载状态时，即当前状态下测得正、负电压输出端的电压分别是15.1V和-7.01V。计算出该驱动电源满载时的效率为83.9％。
通过改变负载电阻大小，使输出电流变化为额定输出电流的75％、50％、25％，再结合前述满载(100％)和空载(0％)的两路输出端的电压数据，绘制出负载特性曲线。如图4所示，为采用本发明实施例提供的正负双端隔离电源电路作为IGBT功率器件驱动电压所测试得到的负载特性曲线。
可以看出，当负载增加时，两路输出端的输出电压接近线性下降，满载(即额定负载)与空载时相比电压下降不到1V；另外，根据曲线计算出满载时的负载调整率为2.58％(+15V输出端)和10.7％(-8V输出端)。从图4可以看出，两路输出端电压受负载影响较小，输出电压稳定。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，其特征在于，所述正负双端隔离电源电路采用反激式结构，包括：反激变压器，位于反激变压器的原边绕组一侧的前级电路，以及位于反激变压器的副边绕组一侧的后级电路；
其中，所述前级电路中包括：并联在输入端的输入侧子电路和连接反激变压器原边绕组的反激转换模块；
所述输入侧子电路，用于抑制反激电路中感生电动势对电路输入造成的电压尖峰；
所述反激转换模块，用于将输入转换成电流脉冲传输至反激变压器的原边绕组，并且采用电压反馈调节稳压；
所述反激变压器，用于将输入与输出隔离，并通过磁路进行能量传递；
所述后级电路设置为反激变压器的输出侧子电路，用于保证电源的正常输出。
2.根据权利要求1所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，其特征在于，
所述输入侧子电路由并联的多个电容构成，所述并联的多个电容在输入端作为旁路电容使用，具体用于抑制反激电路中感生电动势对电路输入造成的电压尖峰。
3.根据权利要求2所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，其特征在于，所述反激转换模块包括：反激电源控制芯片U1及其外部配套电路；
所述反激电源控制芯片U1，具体用于将输入转换成电流脉冲传输至反激变压器的原边绕组，并且通过输出电压反馈进行调节稳压；
所述外部配套电路，用于反激电源控制芯片U1工作使能、芯片内部集成开关管的电压箝位、反馈电压输入、反馈参考电流设定、温度补偿、芯片软启动。
4.根据权利要求3所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，其特征在于，所述反激电源控制芯片U1的外部配套电路包括：箝位子电路、使能子电路、反馈电阻、参考设定电阻、温度补偿电阻和软启动电容；
其中，所述箝位子电路包括：电压瞬变抑制二极管D3和反向串联的阻流二极管D6，所述箝位子电路与原边绕组并联，D3的阳极接输入端，用于对集成在反激电源控制芯片U1中的开关管的源漏极电压进行箝位，从而缩短箝位时间并且减小损耗；
所述使能子电路包括：串联的电阻R4和电阻R10，所述电阻R4的一端连接输入端，R10的一端连接输入地，串联连接处连接反激电源控芯片U1的EN引脚；所述串联的电阻R4和电阻R10形成分压电路，用于将输入电压分压得到使能电压；
所述反馈电阻R9的两端分别连接反激电源控芯片U1的FB引脚和SW引脚，用于采集原边绕组的电压作为反馈输入，并反馈给反激电源控芯片U1；
所述参考设定电阻R11的两端分别连接反激电源控芯片U1的RSET引脚和输入地，用于通过设定的参考电流，与反馈电阻R9共同影响输出电压；
所述温度补偿电阻R8的两端分别连接反激电源控芯片U1的RSET引脚和TC引脚，用于补偿温度对电路参数的影响；
所述软启动电容C14的两端分别连接反激电源控芯片U1的SS引脚和输入地，用于调节电路启动时间。
5.根据权利要求4所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，其特征在于，
所述反激变压器T1设置为一组原边绕组和两组副边绕组的三绕组反极性结构，中间具有磁芯；所述反激变压器T1的原边绕组连接输入端和反激电源控芯片U1的SW引脚，副边绕组1和副边绕组2连接其异名端作为公共输出地引出，另外一端各自引出连接对应的输出侧子电路。
6.根据权利要求5所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，其特征在于，所述输出侧子电路包括：与两组副边绕组一一对应连接的两个输出侧分电路；所述输出侧子电路包括：整流滤波子电路、稳压保护子电路、输出指示子电路；
其中，所述整流滤波子电路，用于将反激变压器T1中对应副边绕组输的脉冲电流整流形成近似直流电流，并且对输出杂波进行滤除处理；
所述稳压保护子电路，用于防止输出过压；
所述输出指示子电路，用于在有电压输出时通过发光管的发光指示。
7.根据权利要求5所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，其特征在于，所述输出侧子电路具体包括：与副边绕组1对应连接的输出侧分电路1，与副边绕组2对应连接的输出侧分电路2；
所述整流滤波子电路包括：设置于输出侧分电路1中的整流二极管D1，滤波电容C2、C3、C4，设置于输出侧分电路2中的整流二极管D2，滤波电容C8、C9、C10，以及隔离电容C13；其中，整流二极管D1的阳极接到副边绕组1的引出端，整流二极管D5的阴极接到副边绕组2的引出端，整流二极管D1的阴极接正电压输出端，整流二极管D5的阳极接连接负电压输出端；滤波电容C2、C3、C4并联在正电压输出端与输出地之间，滤波电容C8、C9、C10并联在负电压输出端与输出地之间；隔离电容C13连接在输入地与输出地之间，用于平衡地间电势；
所述稳压保护子电路包括：设置于输出侧分电路1中的稳压管D2，设置于输出侧分电路2中的稳压管D4，稳压管D2反向连接在正电压输出端与输出地之间，稳压管D4反向连接在负电压输出端与输出地之间；
所述输出指示子电路包括：设置于输出侧分电路1中电阻R5和发光管LD1，设置于输出侧分电路2中的电阻R6和发光管LD2；所述电阻R5与发光管LD1串联后，连接在正电压输出端与输出地之间；所述电阻R6和发光管LD2串联后，连接在负电压输出端与输出地之间。
8.根据权利要求7所述的适用于驱动功率器件的正负双端隔离电源电路，其特征在于，所述外部配套电路，还包括：
由电阻R2和电容C11串联形成的第一RC吸收回路，所述第一RC吸收回路并联在箝位子电路的两端，用于防止电压过大时，箝位子电路中的D3和D6被击穿；
所述整流滤波子电路还包括：由电阻R1和电容C1串联形成第二RC吸收回路，所述第二RC吸收回路并联在输出侧分电路1中整流二极管D1的两端；由电阻R3和电容C12串联形成第三RC吸收回路，所述第三RC吸收回路并联在输出侧分电路2中整流二极管D5的两端。
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