本实用新型属于PWM变换器技术领域,具体涉及一种PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的负电源自举电路。
背景技术:
PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的驱动电源经常采用自举方式,但是现有的自举电路只是针对单电源驱动电路。对于上桥臂开关驱动电路采用双电源驱动时,非常有必要设计出一种负电源自举电路,从而简化驱动电路的设计。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的负电源自举电路,由一个负直流电源通过各自的自举二极管为各上桥臂开关管提供负驱动电源,有效简化了驱动电源电路。
本实用新型所采用的技术方案是,PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的负电源自举电路,包括有n个通过导线依次连接到P点和N点的半桥;每个半桥均由半桥上开关管TPi和半桥下开关管TNi串连构成,且半桥上开关管TPi位于半桥下开关管TNi的上部;每个半桥上开关管TPi的集电极均通过导线与直流电压Udc的正端P点连接,每个半桥下开关管TNi的发射极均通过导线与直流电压Udc的负端N点连接,通过导线连接在一起的半桥上开关管TPi和半桥下开关管TNi的中点为交流电源输出端Ui,(i=1,2,…,n);每个半桥上开关管TPi还通过导线连接上管驱动电路,每个半桥下开关管TNi还通过导线连接下管驱动电路;第i个上管驱动电路的正电源UPi+连接去耦电容CPi+,第i个上管驱动电路的负电源UPi-连接去耦电容CPi-;第i个下管驱动电路的正电源UNi+连接去耦电容CNi+,第i个下管驱动电路的负电源UNi-连接去耦电容CNi-,(i=1,2,…,n);第i个上管驱动电路的正电源UPi+由上下管正驱动电源UN+经上管正电源自举二极管DPi+提供,第i个上管驱动电路的负电源电压UPi-由上管负驱动电源电压UP-经上管负电源自举二极管DPi-提供,上管正电源自举二极管DPi+分别通过导线与上下管正驱动电源UN+、下管驱动电路连接,(i=1,2,…,n);下管驱动电路的正电源UNi+由上下管正驱动电源UN+直接提供,下管驱动电路的负电源UNi-由下管负驱动电源UN-直接提供。
本实用新型的特点还在于:
第i个上管驱动电路的正电源UPi+的上管正电源自举二极管DPi+的阳极接上下管正驱动电源UN+的正极端,上管正电源自举二极管DPi+的阴极接第i个上管驱动电路的正电源UPi+的正极端;第i个上管负驱动电源UPi-的上管负电源自举二极管DPi-的阴极接上管负驱动电源UP-的负极端,上管负电源自举二极管DPi-的阳极接第i个上管负驱动电源UPi-的负极端,i=1,2,…,n。
本实用新型的有益效果在于:
(1)本实用新型PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的负电源自举电路,为需要正负双电源驱动电路(例如IGBT驱动电路)的场合提供了一种新的电源方案。
(2)本实用新型PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的负电源自举电路,是由一个负直流电源通过各自的自举二极管为所有上桥臂开关管提供负驱动电源,能有效地简化驱动电路电源。
附图说明
图1是本实用新型PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的负电源自举电路的结构示意图。
图中,1.PWM半桥,2.半桥上开关管TPi,3.半桥下开关管TNi,4.直流电压Udc,5.交流电压输出端Ui,6.上管驱动电路,7.下管驱动电路,8.去耦电容CPi+,9.去耦电容CPi-,10.去耦电容CNi+,11.去耦电容CNi-,12.上管正电源自举二极管DPi+,13.上管负电源自举二极管DPi-,14.上下管正驱动电源UN+,15.上管负驱动电源UP-,16.下管负驱动电源UN-。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的负电源自举电路,如图1所示,包括有n个通过导线依次连接到P点和N点的PWM半桥1;每个PWM半桥1均由半桥上开关管TPi2和半桥下开关管TNi3串连构成,且半桥上开关管TPi2位于半桥下开关管TNi3的上部;每个半桥上开关管TPi2的集电极均通过导线与直流电压Udc4的正端P点连接,每个半桥下开关管TNi3的发射极均通过导线与直流电压Udc4的负端N点连接,通过导线连接在一起的半桥上开关管TPi2和半桥下开关管TNi3的中点为交流电源输出端Ui5,(i=1,2,…,n);每个半桥上开关管TPi2还通过导线连接上管驱动电路6,每个半桥下开关管TNi3还通过导线连接下管驱动电路7;第i个上管驱动电路6的正电源UPi+连接去耦电容CPi+8,第i个上管驱动电路6的负电源UPi-连接去耦电容CPi-9;第i个下管驱动电路7的正电源UNi+连接去耦电容CNi+10,第i个下管驱动电路7的负电源UNi-连接去耦电容CNi-11,i=1,2,…,n;第i个上管驱动电路6的正电源UPi+由上下管正驱动电源UN+14经上管正电源自举二极管DPi+12提供,第i个上管驱动电路6的负电源电压UPi-由上管负驱动电源电压UP-15经上管负电源自举二极管DPi-13提供,上管正电源自举二极管DPi+12分别通过导线与上下管正驱动电源UN+14、下管驱动电路7连接,i=1,2,…,n;下管驱动电路7的正电源UNi+由上下管正驱动电源UN+14直接提供,下管驱动电路7的负电源UNi-由下管负驱动电源UN-16直接提供。
第i个上管驱动电路6的正电源UPi+(即去耦电容CPi+8上的电压)的上管正电源自举二极管DPi+12的阳极接上下管正驱动电源UN+14的正极端,上管正电源自举二极管DPi+12的阴极接第i个上管驱动电路6的正电源UPi+(即去耦电容CPi+8上的电压)的正极端;第i个上管负驱动电源UPi-(即去耦电容CPi-9上的电压)的上管负电源自举二极管DPi-13的阴极接上管负驱动电源UP-15的负极端,上管负电源自举二极管DPi-13的阳极接第i个上管负驱动电源UPi-(即去耦电容CPi-9上的电压)的负极端,i=1,2,…,n。
本实用新型PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的负电源自举电路,当半桥上开关管TPi2(第i个上管)导通时,第i个半桥输出交流电压输出端Ui5点与P点等电位,上管负驱动电源UP-15通过上管负电源自举二极管DPi-13为去耦电容CPi-9充电,使得UPi-=UP-;当半桥下开关管TNi3(第i个下管)导通时,交流电压输出端Ui5点与N点等电位,上管负电源自举二极管DPi-13反向阻断,第i个上管负驱动电源UPi-(即CPi-9上的电压)维持不变;i=1,2,…,n;上管正驱动电源UPi+、下管正驱动电源UNi+和下管负驱动电源UNi-的产生方式是常规的方法,i=1,2,…,n。
本实用新型PWM桥式变换器上桥臂开关驱动电路的负电源自举电路的原理为:由一个负直流电源通过自举二极管为所有n个上桥臂半桥上开关管TPi 2提供负驱动电源,包括n=1时半桥变换电路的情况,n=2时的单相全桥变换电路的情况,n=3时的三相全桥变换电路的情况,以及n>3时的各种变换电路的情况。