CN209930148U - 一种igbt驱动供电用电源模块 - Google Patents

一种igbt驱动供电用电源模块 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于电源模块技术领域，涉及一种IGBT驱动供电用电源模块。将输入滤波电路与供电电路连接、输入滤波电路与功率变换电路连接、供电电路与PWM控制电路连接、PWM控制电路与功率变换电路连接、PWM控制电路与采样反馈电路连接、功率变换电路与输出整流滤波电路连接、输出整流滤波电路与采样反馈电路连接。本实用新型在有限的体积内实现正负电源双路输出，用于IGBT驱动供电。该电源模块体积小，输入电压范围宽，驱动能力强，同时还具有短路保护功能。

Description

一种IGBT驱动供电用电源模块
技术领域
本实用新型属于电源模块技术领域，涉及一种IGBT驱动供电用电源模块。
背景技术
目前，在多种自动控制系统使用IGBT作为主功率开关。在IGBT的驱动电路中，通常要求双极性栅极驱动电平(通常为-8V和+15V)，负电平有助于IGBT的快速关断。同时，在IGBT关断过程中，由于电路中存在较高dV/dt，会在电路中产生一些高频干扰信号，这些干扰信号会导致IGBT误触发而导通，影响电路正常工作。所以在IGBT关断时需要提供一个负电平给栅极。
本实用新型涉及一种IGBT驱动供电用电源模块，该模块体积小，供电范围宽，两路输出(+15V、-8V)，驱动能力强，且两路输出均具有短路保护功能。
发明内容
为了解决干扰信号会导致IGBT误触发而导通，进而影响电路正常工作的问题，本实用新型的目的是提供一种IGBT驱动供电用电源模块，具有解决干扰信号导致IGBT误触发的功能，结构紧凑且实用性强。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种IGBT驱动供电用电源模块：包括输入滤波电路、供电电路、功率变换电路、PWM控制电路、采样反馈电路和输出整流滤波电路；
所述输入滤波电路和供电电路的输入端与电源正输入连接；
所述输入滤波电路的输出端与功率变换电路的一个输入端连接；
所述供电电路的输出端与PWM控制电路的一个输入端连接；
所述功率变换电路的输出端与输出整流滤波电路的输入端连接；
所述PWM控制电路的输出端与功率变换电路的另一个输入端连接；
所述采样反馈电路的一个输入端连接电源正输出，另一个输入端接地，采样反馈电路的输出端连接PWM控制电路的另一个输入端；
所述输出整流滤波电路的第一输出端连接电源正输出，第二输出端接地，第三输出端连接电源负输出。
优选的：输入滤波电路包括电容C1，所述电容C1的一端同时连接电源输入正接头与供电电路，另一端连接电源输入接地。
优选的：供电电路包括二极管V1、场效应管V2、电阻R1和电容C2；
所述二极管V1的正极连接C2的一端并接地，负极同时连接场效应管V2的第4管脚和电阻R1的一端；
所述场效应管V2的第1管脚、第2管脚和第3管脚连通并同时连接电容C2的另一端和PWM控制电路；所述场效应管V2的第5管脚、第6管脚、第7管脚和第8管脚连通且同时连接R1的另一端、滤波电路和功率变换电路。
优选的：功率变换电路包括双次级线圈变压器T1和场效应管V4；
所述双次级线圈变压器T1的第1引脚与供电电路连接，所述双次级线圈变压器T1的第2引脚与场效应管V4连接；所述双次级线圈变压器T1的第3引脚、第4引脚、第5引脚和第6引脚均与输出整流滤波电路连接；
所述场效应管V4的第1引脚、第2引脚和第3引脚连通并同时与PWM控制电路连接；所述场效应管V4的第4引脚与PWM控制电路连接；所述场效应管V4的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚连通并与双次级线圈变压器T1的第2引脚连接。
优选的：PWM控制电路包括PWM控制芯片U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4和电容C5；
所述PWM控制芯片U1的第1管脚与电阻R3连接，PWM控制芯片U1的第3管脚与供电电路连接，PWM控制芯片U1的第4管脚通过电阻R4与场效应管V4的第4管脚连接，PWM控制芯片U1的第5管脚同时连接电容C4和电容C5并接地，PWM控制芯片U1的第6管脚同时连接电容C5并通过电阻R5同时连接场效应管V4的第1管脚，PWM控制芯片U1的第7管脚连接电阻R2，第8管脚连接电容C4；
所述电阻R2的一端连接PWM控制芯片U1的第7管脚，另一端同时连接电容C3和电容C4；
所述电阻R3的一端同时连接PWM控制芯片U1的第1管脚和采样反馈电路，另一端连接电容C3；
所述电阻R4的一端连接PWM控制芯片U1的第4管脚，另一端连接场效应管V4的第4管脚；
所述电阻R5的一端连接PWM控制芯片U1的第6管脚，另一端连接场效应管V4的第1管脚；
所述电容C3的一端连接电阻R3，另一端同时连接电阻R2和电容C4；
所述电容C4的一端连接PWM控制芯片U1的第8管脚，另一端同时连接电阻R2和PWM控制芯片U1的第5管脚；
所述电容C5一端同时连接PWM控制芯片U1的第5管脚和电容C4，另一端同时连接PWM控制芯片U1的第6管脚和电阻R5；
所述IGBT驱动供电用电源模块还包括电阻R6，电阻R6的一端连接场效应管V4的第1管脚，另一端接地。
优选的：采样反馈电路包括四脚光耦U2、三电极稳压管U3、电阻R9、电阻R11、电阻R12和电容C20；
所述四脚光耦U2的输入端正管脚连接R9的一端，四脚光耦U2的输入端负管脚同时连接C20和三电极稳压管U3的第1管脚；四脚光耦U2的输出端正管脚连接PWM控制芯片U1的第1管脚和电阻R3；
所述三电极稳压管U3的第1管脚连接电容C20的一端，第2管脚同时连接C20的另一端和电阻R12的一端，第3管脚连接电阻R12的另一端并接地；
所述电阻R9的另一端连接输出整流滤波电路；
所述电阻R11一端连接输出整流滤波电路，另一端连接电容C20；
所述电阻R12一端连接三电极稳压管U3的第2管脚，另一端连接三电极稳压管U3的第3管脚；
所述电容C20一端同时连接电阻R11和三电极稳压管U3的第2管脚，另一端同时连接四脚光耦U2的输入端负管脚和三电极稳压管U3的第1管脚。
优选的：输出整流滤波电路包括二极管V4、二极管V5、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电阻R14、电阻R15、电源正输出接头、电源接地接头和电源负输出接头；
所述二极管V4的正极连接双次级线圈变压器T1的第4管脚，负极连接电容C7；
所述二极管V5负极连接双次级线圈变压器T1的第5管脚，正极连接电容C9；
所述电容C7一端连接二极管V4的负极，另一端连接双次级线圈变压器T1的第3管脚；
所述电容C8的两端分别连接电容C7的两端；
所述电容C9一端连接二极管V5的正极，另一端连接双次级线圈变压器T1的第6管脚；
所述电容C10的两端分别连接电容C9的两端；
所述电阻R14一端同时连接C8的一端和电源正输出接头，另一端同时连接C8的另一端和电源接地接头；
所述电阻R15一端同时连接C10的一端和电源负输出接头，另一端同时连接C10的另一端和电源接地接；
所述电源正输出接头同时与电阻R14和采样反馈电路连接。
本实用新型能够带来的有益效果
1、本实用新型所提供的IGBT驱动供电用电源模块体积小，输入电压范围宽，驱动能力强，能够在有限的体积内实现正负电源双路输出，用于IGBT驱动供电。
2、本实用新型所提供的IGBT驱动供电用电源模块还具有短路保护功能，抗干扰能力强。
附图说明
图1是本实用新型IGBT驱动电源模块的结构框图。
图2是本实用新型IGBT驱动电源模块的电路图。
其中，1、输入滤波电路；2、供电电路；3、功率变换电路；4、PWM控制电路；5、采样反馈电路；6、输出整流滤波电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
实施例1：如图1所示，一种IGBT驱动供电用电源模块，其特征在于：包括输入滤波电路1、供电电路2、功率变换电路3、PWM控制电路4、采样反馈电路5和输出整流滤波电路6；
输入滤波电路1和供电电路2的输入端与电源正输入连接；
输入滤波电路1的输出端与功率变换电路3的一个输入端连接；
供电电路2的输出端与PWM控制电路4的一个输入端连接；
功率变换电路3的输出端与输出整流滤波电路6的输入端连接；
PWM控制电路4的输出端与功率变换电路3的另一个输入端连接；
采样反馈电路5的一个输入端连接电源正输出，另一个输入端接地，采样反馈电路5的输出端连接PWM控制电路4的另一个输入端；
输出整流滤波电路6的第一输出端连接电源正输出，第二输出端接地，第三输出端连接电源负输出。
实施例2：在实施例1的基础上，如图2所示，输入滤波电路1包括电容C1，电容C1的一端同时连接电源输入正接头与供电电路2，另一端连接电源输入接地。
实施例3：在实施例2的基础上，如图2所示，供电电路2包括二极管V1、场效应管V2、电阻R1和电容C2；
二极管V1的正极连接C2的一端并接地，负极同时连接场效应管V2的第4管脚和电阻R1的一端；
场效应管V2的第1管脚、第2管脚和第3管脚连通并同时连接电容C2的另一端和PWM控制电路4；场效应管V2的第5管脚、第6管脚、第7管脚和第8管脚连通且同时连接R1的另一端、滤波电路1和功率变换电路3。
实施例4：在实施例3的基础上，如图2所示，功率变换电路3包括双次级线圈变压器T1和场效应管V4；
双次级线圈变压器T1的第1引脚与供电电路2连接，双次级线圈变压器T1的第2引脚与场效应管V4连接；双次级线圈变压器T1的第3引脚、第4引脚、第5引脚和第6引脚均与输出整流滤波电路6连接；
场效应管V4的第1引脚、第2引脚和第3引脚连通并同时与PWM控制电路4连接；场效应管V4的第4引脚与PWM控制电路4连接；场效应管V4的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚连通并与双次级线圈变压器T1的第2引脚连接。
实施例5：在实施例4的基础上，如图2所示，PWM控制电路4包括PWM控制芯片U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4和电容C5；
PWM控制芯片U1的第1管脚与电阻R3连接，PWM控制芯片U1的第3管脚与供电电路2连接，PWM控制芯片U1的第4管脚通过电阻R4与场效应管V4的第4管脚连接，PWM控制芯片U1的第5管脚同时连接电容C4和电容C5并接地，PWM控制芯片U1的第6管脚同时连接电容C5并通过电阻R5同时连接场效应管V4的第1管脚，PWM控制芯片U1的第7管脚连接电阻R2，第8管脚连接电容C4；
电阻R2的一端连接PWM控制芯片U1的第7管脚，另一端同时连接电容C3和电容C4；
电阻R3的一端同时连接PWM控制芯片U1的第1管脚和采样反馈电路5，另一端连接电容C3；
电阻R4的一端连接PWM控制芯片U1的第4管脚，另一端连接场效应管V4的第4管脚；
电阻R5的一端连接PWM控制芯片U1的第6管脚，另一端连接场效应管V4的第1管脚；
电容C3的一端连接电阻R3，另一端同时连接电阻R2和电容C4；
电容C4的一端连接PWM控制芯片U1的第8管脚，另一端同时连接电阻R2和PWM控制芯片U1的第5管脚；
电容C5一端同时连接PWM控制芯片U1的第5管脚和电容C4，另一端同时连接PWM控制芯片U1的第6管脚和电阻R5；
IGBT驱动供电用电源模块还包括电阻R6，电阻R6的一端连接场效应管V4的第1管脚，另一端接地。
实施例6：在实施例5的基础上，如图2所示，采样反馈电路5包括四脚光耦U2、三电极稳压管U3、电阻R9、电阻R11、电阻R12和电容C20；
四脚光耦U2的输入端正管脚连接R9的一端，四脚光耦U2的输入端负管脚同时连接C20和三电极稳压管U3的第1管脚；四脚光耦U2的输出端正管脚连接PWM控制芯片U1的第1管脚和电阻R3；
三电极稳压管U3的第1管脚连接电容C20的一端，第2管脚同时连接C20的另一端和电阻R12的一端，第3管脚连接电阻R12的另一端并接地；
电阻R9的另一端连接输出整流滤波电路6；
电阻R11一端连接输出整流滤波电路6，另一端连接电容C20；
电阻R12一端连接三电极稳压管U3的第2管脚，另一端连接三电极稳压管U3的第3管脚；
电容C20一端同时连接电阻R11和三电极稳压管U3的第2管脚，另一端同时连接四脚光耦U2的输入端负管脚和三电极稳压管U3的第1管脚。
实施例7：在实施例6的基础上，如图2所示，输出整流滤波电路6包括二极管V4、二极管V5、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电阻R14、电阻R15、电源正输出接头、电源接地接头和电源负输出接头；
二极管V4的正极连接双次级线圈变压器T1的第4管脚，负极连接电容C7；
二极管V5负极连接双次级线圈变压器T1的第5管脚，正极连接电容C9；
电容C7一端连接二极管V4的负极，另一端连接双次级线圈变压器T1的第3管脚；
电容C8的两端分别连接电容C7的两端；
电容C9一端连接二极管V5的正极，另一端连接双次级线圈变压器T1的第6管脚；
电容C10的两端分别连接电容C9的两端；
电阻R14一端同时连接C8的一端和电源正输出接头，另一端同时连接C8的另一端和电源接地接头；
电阻R15一端同时连接C10的一端和电源负输出接头，另一端同时连接C10的另一端和电源接地接；
电源正输出接头同时与电阻R14和采样反馈电路5连接。

Claims (7)

1.一种IGBT驱动供电用电源模块，其特征在于：包括输入滤波电路(1)、供电电路(2)、功率变换电路(3)、PWM控制电路(4)、采样反馈电路(5)和输出整流滤波电路(6)；
所述输入滤波电路(1)和供电电路(2)的输入端与电源正输入连接；
所述输入滤波电路(1)的输出端与功率变换电路(3)的一个输入端连接；
所述供电电路(2)的输出端与PWM控制电路(4)的一个输入端连接；
所述功率变换电路(3)的输出端与输出整流滤波电路(6)的输入端连接；
所述PWM控制电路(4)的输出端与功率变换电路(3)的另一个输入端连接；
所述采样反馈电路(5)的一个输入端连接电源正输出，另一个输入端接地，采样反馈电路(5)的输出端连接PWM控制电路(4)的另一个输入端；
所述输出整流滤波电路(6)的第一输出端连接电源正输出，第二输出端接地，第三输出端连接电源负输出。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动供电用电源模块，其特征在于：输入滤波电路(1)包括电容C1，所述电容C1的一端同时连接电源输入正接头与供电电路(2)并通过供电电路(2)与功率变换电路(3)相连，电容C1的另一端连接电源输入接地。
3.根据权利要求2所述的一种IGBT驱动供电用电源模块，其特征在于：供电电路(2)包括二极管V1、场效应管V2、电阻R1和电容C2；
所述二极管V1的正极连接C2的一端并接地，负极同时连接场效应管V2的第4管脚和电阻R1的一端；
所述场效应管V2的第1管脚、第2管脚和第3管脚连通并同时连接电容C2的另一端和PWM控制电路(4)；所述场效应管V2的第5管脚、第6管脚、第7管脚和第8管脚连通；且所述滤波电路(1)通过R1的另一端以及场效应管V2的第5管脚、第6管脚、第7管脚和第8管脚与功率变换电路(3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种IGBT驱动供电用电源模块，其特征在于：功率变换电路(3)包括双次级线圈变压器T1和场效应管V4；
所述双次级线圈变压器T1的第1引脚与滤波电路(1)、供电电路(2)的R1另一端以及场效应管V2的第5管脚、第6管脚、第7管脚和第8管脚相连通；连接，所述双次级线圈变压器T1的第2引脚与场效应管V4连接；所述双次级线圈变压器T1的第3引脚、第4引脚、第5引脚和第6引脚均与输出整流滤波电路(6)连接；
所述场效应管V4的第1引脚、第2引脚和第3引脚连通并同时与PWM控制电路(4)连接；所述场效应管V4的第4引脚与PWM控制电路(4)连接；所述场效应管V4的第5引脚、第6引脚、第7引脚和第8引脚连通并与双次级线圈变压器T1的第2引脚连接。
5.根据权利要求4所述的一种IGBT驱动供电用电源模块，其特征在于：PWM控制电路(4)包括PWM控制芯片U1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4和电容C5；
所述PWM控制芯片U1的第3管脚与供电电路(2)中场效应管V2的第1管脚、第2管脚和第3管脚相连通；PWM控制芯片U1的第1管脚分别与采样反馈电路(5)和电阻R3连接，PWM控制芯片U1的第4管脚通过电阻R4与场效应管V4的第4管脚连接，PWM控制芯片U1的第5管脚同时连接电容C4和电容C5并接地，PWM控制芯片U1的第6管脚同时连接电容C5并通过电阻R5同时连接场效应管V4的第1管脚，PWM控制芯片U1的第7管脚连接电阻R2，第8管脚连接电容C4；
所述电阻R2的一端连接PWM控制芯片U1的第7管脚，电阻R2另一端同时连接电容C3和电容C4；
所述电阻R3的一端同时连接PWM控制芯片U1的第1管脚和采样反馈电路(5)，电阻R3的另一端连接电容C3；
所述电阻R4的一端连接PWM控制芯片U1的第4管脚，电阻R4另一端连接场效应管V4的第4管脚；
所述电阻R5的一端连接PWM控制芯片U1的第6管脚，电阻R5另一端连接场效应管V4的第1管脚；
所述电容C3的一端连接电阻R3，电容C3另一端同时连接电阻R2和电容C4；
所述电容C4的一端连接PWM控制芯片U1的第8管脚，电容C4另一端同时连接电阻R2和PWM控制芯片U1的第5管脚；
所述电容C5一端同时连接PWM控制芯片U1的第5管脚和电容C4，电容C5另一端同时连接PWM控制芯片U1的第6管脚和电阻R5；
所述IGBT驱动供电用电源模块还包括电阻R6，电阻R6的一端连接场效应管V4的第1管脚，电阻R6另一端接地。
6.根据权利要求5所述的一种IGBT驱动供电用电源模块，其特征在于：采样反馈电路(5)包括四脚光耦U2、三电极稳压管U3、电阻R9、电阻R11、电阻R12和电容C20；
所述四脚光耦U2的输入端正管脚连接R9的一端，四脚光耦U2的输入端负管脚同时连接C20和三电极稳压管U3的第1管脚；四脚光耦U2的输出端正管脚连接PWM控制芯片U1的第1管脚；
所述三电极稳压管U3的第1管脚连接电容C20的一端，三电极稳压管U3的第2管脚同时连接C20的另一端和电阻R12的一端，三电极稳压管U3的第3管脚连接电阻R12的另一端并接地；
所述电阻R9的另一端连接输出整流滤波电路(6)；
所述电阻R11一端连接输出整流滤波电路(6)，电阻R11另一端连接电容C20；
所述电阻R12一端连接三电极稳压管U3的第2管脚，电阻R12另一端连接三电极稳压管U3的第3管脚；
所述电容C20一端同时连接电阻R11和三电极稳压管U3的第2管脚，电容C20另一端同时连接四脚光耦U2的输入端负管脚和三电极稳压管U3的第1管脚。
7.根据权利要求6所述的一种IGBT驱动供电用电源模块，其特征在于：输出整流滤波电路(6)包括二极管V4、二极管V5、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电阻R14、电阻R15、电源正输出接头、电源接地接头和电源负输出接头；
所述二极管V4的正极连接双次级线圈变压器T1的第4管脚，二极管V4的负极连接电容C7；
所述二极管V5负极连接双次级线圈变压器T1的第5管脚，二极管V5的正极连接电容C9；
所述电容C7一端连接二极管V4的负极，电容C7另一端连接双次级线圈变压器T1的第3管脚；
所述电容C8的两端分别连接电容C7的两端；
所述电容C9一端连接二极管V5的正极，电容C9另一端连接双次级线圈变压器TI的第6管脚；
所述电容C10的两端分别连接电容C9的两端；
所述电阻R14一端同时连接C8的一端和电源正输出接头，电阻R14另一端同时连接C8的另一端和电源接地接头；
所述电阻R15一端同时连接C10的一端和电源负输出接头，电阻R15另一端同时连接C10的另一端和电源接地接；
所述电源正输出接头同时与电阻R14和采样反馈电路(5)连接。
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