CN219351541U - 一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，包括高压输入源、开关变换电路及控制电路；所述高压输入源与开关变换电路相连，用于提供高压输入；所述开关变换电路与控制电路相连，用于接收控制电路的驱动信号进行开关变换，以及反馈输出端电压给控制电路；所述开关变换电路的输出端与负载相连，用于输出低压给负载供电。本实用新型利用模拟器件实现了高压输入的大功率电源，解决了现有无法应用数字控制的领域或个体对大功率高压电源的需求问题，解决了现有高压输入时在方案选用上受器件耐压、控制方式等限制的问题，解决了现有高压输入电源设备的功率难以做大的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术领域，具体为一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源。
背景技术
现有技术中，高压输入的大功率电源比较少，且部分类似方案主要采用数字控制实现。对部分无法应用数字控制的领域或者个体，在高压输入时的方案选用上受器件耐压、控制方式等多方限制。此外，部分类似的高压输入的电源设备，其功率难以做大，只能作为一些辅助源等。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，用以解决上述至少一个技术问题。
本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：
一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，包括高压输入源、开关变换电路及控制电路；所述高压输入源与开关变换电路相连，用于提供高压输入；所述开关变换电路与控制电路相连，用于接收控制电路的驱动信号进行开关变换，以及反馈输出端电压给控制电路；所述开关变换电路的输出端与负载相连，用于输出低压给负载供电。
上述技术方案应用于高压输入，提供将1000V以上的输入供电转化成低压输出的大功率电源，在有高压输入时，控制电路驱动开关变换电路进行开关变换，将高压变换成低压输出给低压负载供电，从而利用模拟器件实现了高压输入的大功率电源。
上述技术方案采用模拟芯片作为控制端控制来实现电平变化，解决了现有无法应用数字控制的领域或个体对大功率高压电源的需求问题。
进一步地，上述技术方案通过模拟控制芯片发送PWM控制信号，分别驱动两个晶体管，最后实现三电平工作模式将高压输入变换成低压输出，该过程可以将功率管电压应力减小一半，便于更好的选择功率器件，进而解决了现有高压输入时在方案选用上受器件耐压、控制方式等限制的问题。
进一步地，所述开关变换电路为三电平开关变换电路。这里通过模拟控制芯片发送PWM控制信号驱动两个晶体管，实现三电平工作模式将高压输入变换成低压输出，该工作方式基本不受功率大小限制，解决了现有高压输入电源设备的功率难以做大的问题。
进一步地，所述三电平控制电路包括第一晶体管、第二晶体管、隔直电容、电感、第一二极管和第二二极管；所述第一晶体管、第二晶体管串联连接，且分别与控制电路连接；所述第一二极管、第二二极管串联后并联在正负极线路之间；所述隔直电容的一端连接在第一晶体管与第二晶体管之间，另一端连接在第一电容与第二电容之间；所述电感的一端连接第一电容和第二晶体管，另一端连接负载。
进一步地，所述第一晶体管、第二晶体管采用IGBT管或MOS管。
进一步地，所述第一晶体管、第二晶体管的栅极和发射极均连接控制电路；所述第一晶体管的集电极连接高压输入源正极，发射极还连接第二晶体管的集电极和隔直电容；所述第二晶体管的发射极还连接第一电容和电感，集电极还连接隔直电容。
进一步地，所述控制电路采用全桥或半桥控制器。
进一步地，所述控制电路经由隔离驱动变压器连接第一晶体管和第二晶体管。
进一步地，所述电感还连接控制电路的电压反馈输入端。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型应用于高压输入，目的是提供将1000V以上的输入供电转化成低压输出的大功率电源，在有高压输入时，采用模拟芯片作为控制端驱动开关变换电路进行开关变换，将高压变换成低压输出给低压负载供电，从而利用模拟器件实现了高压输入的大功率电源，解决了现有无法应用数字控制的领域或个体对大功率高压电源的需求问题。
(2)本实用新型通过模拟控制芯片发送PWM控制信号，分别驱动两个晶体管，最后实现三电平工作模式将高压输入变换成低压输出，该过程可以将功率管电压应力减小一半，便于更好的选择功率器件，进而解决了现有高压输入时在方案选用上受器件耐压、控制方式等限制的问题。
(3)本实用新型的工作方式基本不受功率大小限制，解决了现有高压输入电源设备的功率难以做大的问题。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例的电源原理示意图。
图2为根据本实用新型实施例的电源电路示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。
本实用新型提供一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，该电源应用于高压输入，将1000V以上的输入供电转化成低压输出，在有高压输入时，控制电路驱动开关变换电路进行开关变换，将高压变换成低压输出给低压负载供电，从而利用模拟器件实现了高压输入的大功率电源。
如图1所示，所述电源包括高压输入源、开关变换电路及控制电路；所述高压输入源与开关变换电路相连，用于提供高压输入；所述开关变换电路与控制电路相连，用于接收控制电路的驱动信号进行开关变换，以及反馈输出端电压给控制电路；所述开关变换电路的输出端与负载相连，用于输出低压给负载供电。
通过模拟控制芯片发送PWM控制信号，分别驱动两个晶体管，最后实现三电平工作模式将高压输入变换成低压输出，该过程可以将功率管电压应力减小一半，便于更好的选择功率器件，进而解决了现有高压输入时在方案选用上受器件耐压、控制方式等限制的问题。
本实用新型所述电源采用模拟芯片作为控制端控制来实现电平变化，解决了现有无法应用数字控制的领域或个体对大功率高压电源的需求问题。
所述开关变换电路为三电平开关变换电路。这里通过模拟控制芯片发送PWM控制信号驱动两个晶体管，实现三电平工作模式将高压输入变换成低压输出，该工作方式基本不受功率大小限制，解决了现有高压输入电源设备的功率难以做大的问题。
如图2所示，所述三电平控制电路包括第一晶体管V1、第二晶体管V2、隔直电容C2、电感L、第一二极管D1和第二二极管D2。所述控制电路经由隔离驱动变压器T1连接第一晶体管V1和第二晶体管V2。所述开关变换电路的输入端设置滤波电容C1，输出端设置滤波电容C3。
具体地，第一晶体管V1的栅极和发射极分别连接隔离驱动变压器T1，发射极还连接第二晶体管V2的集电极、隔直电容C2的一端，集电极连接高压输入电源的正极。
第二晶体管V2的栅极和发射极分别连接隔离驱动变压器T1，发射极还连接电感的一端、第一二极管D1的阴极，集电极连接第一晶体管V1的发射极、隔直电容C2的一端。
第一二极管D1的阴极分别连接第二晶体管V2的发射极、电感的一端，阳极连接隔直电容C2的一端、第二二极管D2的阴极。
第二二极管D2的阴极连接第一二极管D1的阳极、隔直电容C2的一端，阳极连接高压输入电源的负极。
隔直电容C2的一端分别连接第一晶体管V1的发射极、第二晶体管V2的集电极，另一端分别连接第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极。
电感的一端分别连接第二晶体管V2的发射极、第一二极管D1的阴极，另一端连接滤波电容C3的一端及控制芯片的电压反馈端。
进一步地，所述第一晶体管、第二晶体管采用IGBT管或MOS管。
进一步地，所述控制电路采用全桥或半桥控制器。
本实用新型通过模拟控制芯片发出PWM控制信号，然后分别驱动晶体管V1、V2，最后实现三电平工作模式将高压输入变换成低压输出的过程。此过程可以将功率管电压应力减小一半，便于更好的选择功率器件。同时该模式基本不受功率大小限制。
具体工作过程如下：
a、当V1导通V2截止时，二极管D2则反偏截止，电压源输入通过隔直电容C2给电感L充电,然后给负载供电。
b、当V1截止V2截止时，二极管D1、D2给电感L续流,然后给负载供电。
c、当V1截止V2导通时，二极管D1反向截止，通过二极管D2、隔直电容C2、开关管V2给电感充电，然后给负载供电。
当V1截止V2截止时，二极管D1、D2给电感L续流,然后给负载供电。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。
Claims (8)
1.一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，其特征在于，包括高压输入源、开关变换电路及控制电路；所述高压输入源与开关变换电路相连，用于提供高压输入；所述开关变换电路与控制电路相连，用于接收控制电路的驱动信号进行开关变换，以及反馈输出端电压给控制电路；所述开关变换电路的输出端与负载相连，用于输出低压给负载供电。
2.根据权利要求1所述一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，其特征在于，所述开关变换电路为三电平开关变换电路。
3.根据权利要求2所述一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，其特征在于，所述三电平开关变换电路包括第一晶体管、第二晶体管、隔直电容、电感、第一二极管和第二二极管；所述第一晶体管、第二晶体管串联连接，且分别与控制电路连接；所述第一二极管、第二二极管串联后并联在正负极线路之间；所述隔直电容的一端连接在第一晶体管与第二晶体管之间，另一端连接在第一电容与第二电容之间；所述电感的一端连接第一电容和第二晶体管，另一端连接负载。
4.根据权利要求3所述一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，其特征在于，所述第一晶体管、第二晶体管采用IGBT管或MOS管。
5.根据权利要求4所述一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，其特征在于，所述第一晶体管、第二晶体管的栅极和发射极均连接控制电路；所述第一晶体管的集电极连接高压输入源正极，发射极还连接第二晶体管的集电极和隔直电容；所述第二晶体管的发射极还连接第一电容和电感，集电极还连接隔直电容。
6.根据权利要求5所述一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，其特征在于，所述控制电路采用全桥或半桥控制器。
7.根据权利要求3所述一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，其特征在于，所述控制电路经由隔离驱动变压器连接第一晶体管和第二晶体管。
8.根据权利要求3所述一种超高压输入低压输出模拟芯片实现三电平大功率电源，其特征在于，所述电感还连接控制电路的电压反馈输入端。
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2022
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