本申請?zhí)峁┝艘环N功率管的驅(qū)動電路和電子設(shè)備。驅(qū)動電路通過隔離放大電路對控制信號進行放大并輸出第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號，推挽放大電路用于根據(jù)第一驅(qū)動信號輸出第三驅(qū)動信號，根據(jù)第二驅(qū)動信號輸出第四驅(qū)動信號，根據(jù)第三驅(qū)動信號或第四驅(qū)動信號輸出驅(qū)動電壓給功率管?？梢钥闯觯旧暾埻ㄟ^第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號這兩路驅(qū)動信號可以提高驅(qū)動電壓的等級，能夠滿足電子設(shè)備高導通電流(10倍或以上IGBT額定電流)的需求。本申請通過串聯(lián)的第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元可以提高功率管的驅(qū)動電壓，增強驅(qū)動電路抗干擾能力的同時，可以增大功率管的通流能力，降低功率管的開關(guān)損耗和成本。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及電力電子，具體涉及一種功率管的驅(qū)動電路和電子設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、絕緣柵雙極型晶體管(insulated?gate?bipolar?transistor，igbt)、金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管(metal-oxide-semiconductor?field-effect?transistor，mosfet)等功率管作為電子設(shè)備中的關(guān)鍵器件，可以用于換流器，能夠為高壓直流輸電(highvoltage?direct?current，hvdc)系統(tǒng)(可以簡稱為hvdc系統(tǒng))提供高效、可靠的電能轉(zhuǎn)換。
2、以igbt為例，igbt的驅(qū)動電壓一般選用+15v導通電壓、-15～-10v關(guān)斷電壓，導通電壓和關(guān)斷電壓的壓差在25～30v之間。igbt的柵極電壓與igbt的導通電壓(即集射極電壓)關(guān)系曲線圖可以參考圖1。圖1中，縱坐標表示igbt的導通電流ice，橫坐標表示igbt的導通電壓vce，實線和虛線表示的igbt的柵極電壓。從圖1可以看出，在同一柵極電壓下，導通電流與導通電壓正相關(guān)。也就是導通電流越大，導通電壓越高。在同一導通電流下，柵極電壓越大，導通電壓越小，使得igbt的損耗越低。
3、相關(guān)技術(shù)提供的驅(qū)動電路通過驅(qū)動芯片和三極管為igbt提供驅(qū)動電壓。但是導通電壓和關(guān)斷電壓的壓差在30v以內(nèi)的情況下，igbt的導通電流僅達到igbt額定電流的2～4倍，igbt會發(fā)生退飽和，無法滿足電子設(shè)備的高導通電流(10倍或以上igbt額定電流)的需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法滿足電子設(shè)備高導通電流的需求的問題，本申請?zhí)峁┝艘环N功率管的驅(qū)動電路，可以包括隔離放大電路和推挽放大電路。
2、隔離放大電路用于：對控制信號進行放大并輸出第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號。
3、推挽放大電路用于：根據(jù)第一驅(qū)動信號輸出第三驅(qū)動信號，根據(jù)第二驅(qū)動信號輸出第四驅(qū)動信號，并根據(jù)第三驅(qū)動信號或第四驅(qū)動信號輸出驅(qū)動電壓給功率管。
4、在一些可能的實現(xiàn)方式中，隔離放大電路包括第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元。
5、第一驅(qū)動單元的第一電源端用于接收第一供電電壓。第一驅(qū)動單元的第二電源端與第二驅(qū)動單元的第一電源端連接，且均與接地端連接。第二驅(qū)動單元的第二電源端用于接收第二供電電壓。第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元各自的輸入端用于接收控制信號。第一驅(qū)動單元的輸出端用于輸出第一驅(qū)動信號，第二驅(qū)動單元的輸出端用于輸出第二驅(qū)動信號。其中，第一供電電壓為正電壓，第二供電電壓為負電壓。
6、可以看出，第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元串聯(lián)。第一驅(qū)動單元用于根據(jù)控制信號和第一供電電壓輸出第一驅(qū)動信號給推挽放大電路。類似的，第二驅(qū)動單元用于根據(jù)控制信號和第二供電電壓輸出第二驅(qū)動信號給推挽放大電路。
7、在另一些可能的實現(xiàn)方式中，推挽放大電路包括第一三極管、第二三極管、第一柵極電阻和第二柵極電阻。
8、第一三極管的門極用于接收第一驅(qū)動信號，第二三極管的門極用于接收第二驅(qū)動信號。第一三極管的集電極用于接收第一供電電壓，第一三極管的發(fā)射極與第一柵極電阻的第一端連接，第二三極管的集電極與第二柵極電阻的第一端連接，第二三極管的發(fā)射極用于接收第二供電電壓。第一柵極電阻和第二柵極電阻各自的第二端連接，作為推挽放大電路的輸出端，用于輸出第三驅(qū)動信號或第四驅(qū)動信號。其中，第一供電電壓為正電壓，第二供電電壓為負電壓。
9、進一步的，驅(qū)動電路還包括第一電源轉(zhuǎn)換電路和第二電源轉(zhuǎn)換電路。
10、第一電源轉(zhuǎn)換電路用于：根據(jù)第一電源電壓為隔離放大電路和推挽放大電路提供第一供電電壓。
11、第二電源轉(zhuǎn)換電路用于：根據(jù)第二電源電壓為隔離放大電路和推挽放大電路提供第二供電電壓。
12、其中，第一電源電壓和第一供電電壓均為正電壓，第二電源電壓和第二供電電壓均為負電壓。
13、更進一步的，第一電源轉(zhuǎn)換電路和第二電源轉(zhuǎn)換電路均包括電源轉(zhuǎn)換單元、第一分壓電阻、第二分壓電阻、第一補償電容和第二補償電容。
14、電源轉(zhuǎn)換單元的輸入端用于接收第一電源電壓或第二電源電壓，電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端用于輸出第一供電電壓或第二供電電壓，第一分壓電阻和第一補償電容各自的第一端與電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接，第一分壓電阻的第二端、第一補償電容的第二端、第二分壓電阻的第一端和第二補償電容的第一端均與電源轉(zhuǎn)換單元的調(diào)節(jié)端連接，第二分壓電阻和第二補償電容各自的第二端與接地端連接。
15、可選的，第一分壓電阻的阻值、第二分壓電阻的阻值、第一補償電容的容值和第二補償電容的容值之間滿足：
16、r1×c1＝r2×c2
17、其中，r1表示第一分壓電阻的阻值，r2表示第二分壓電阻的阻值，c1表示第一補償電容的容值，c2表示第二補償電容的容值。
18、示例性的，第一驅(qū)動信號和第三驅(qū)動信號的電壓幅值相等，第二驅(qū)動信號和第四驅(qū)動信號的電壓幅值相等，且第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號的電壓幅值均大于控制信號的電壓幅值。
19、第三驅(qū)動信號的電流幅值大于第一驅(qū)動信號的電流幅值，第四驅(qū)動信號的電流幅值大于第二驅(qū)動信號的電流幅值，且第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號的電流幅值均大于控制信號的電流幅值。
20、驅(qū)動電壓的幅值等于第三驅(qū)動信號的電壓幅值或第四驅(qū)動信號的電壓幅值。
21、可選的，功率管的控制周期包括關(guān)斷階段、預導通階段、導通階段和預關(guān)斷階段。
22、在關(guān)斷階段和預關(guān)斷階段，驅(qū)動電路用于：通過第一驅(qū)動信號控制第一三極管關(guān)斷，并通過第二驅(qū)動信號控制第二三極管導通。
23、在預導通階段和導通階段，驅(qū)動電路用于：通過第一驅(qū)動信號控制第一三極管導通，并通過第二驅(qū)動信號控制第二三極管關(guān)斷。
24、進一步的，驅(qū)動電路還包括浪涌抑制電路。浪涌抑制電路的第一端與推挽放大電路連接，浪涌抑制電路的第一端還與功率管的柵極連接，浪涌抑制電路的第二端與接地端連接。
25、浪涌抑制電路用于：將來自功率管所在支路上的浪涌電壓進行旁路。
26、示例性的，浪涌抑制電路包括并聯(lián)的濾波電容和浪涌保護器件。
27、其中，浪涌保護器件采用瞬態(tài)電壓抑制二極管或壓敏電阻。
28、再一方面，本申請?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括電路板和上述驅(qū)動電路。驅(qū)動電路設(shè)置于電路板上。
29、可選的，電子設(shè)備可以為子模塊等。子模塊可以用于換流器等。換流器可以為模塊化多電平換流器或電壓源型換流器等。
30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果為：
31、本申請?zhí)峁┑尿?qū)動電路通過隔離放大電路對控制信號進行放大并輸出第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號，推挽放大電路用于根據(jù)第一驅(qū)動信號輸出第三驅(qū)動信號，根據(jù)第二驅(qū)動信號輸出第四驅(qū)動信號，根據(jù)第三驅(qū)動信號或第四驅(qū)動信號輸出驅(qū)動電壓給功率管?？梢钥闯觯旧暾埻ㄟ^第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號這兩路驅(qū)動信號可以提高驅(qū)動電壓的等級，能夠滿足電子本文檔來自技高網(wǎng)
...
【技術(shù)保護點】
1.一種功率管的驅(qū)動電路，其特征在于，包括隔離放大電路和推挽放大電路；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述隔離放大電路包括第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述推挽放大電路包括第一三極管、第二三極管、第一柵極電阻和第二柵極電阻；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路還包括第一電源轉(zhuǎn)換電路和第二電源轉(zhuǎn)換電路；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一電源轉(zhuǎn)換電路和所述第二電源轉(zhuǎn)換電路均包括電源轉(zhuǎn)換單元、第一分壓電阻、第二分壓電阻、第一補償電容和第二補償電容；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一分壓電阻的阻值、所述第二分壓電阻的阻值、所述第一補償電容的容值和所述第二補償電容的容值之間滿足：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述功率管的控制周期包括關(guān)斷階段、預導通階段、導通階段和預關(guān)斷階段；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于所述驅(qū)動電路還包括浪涌抑制電路；所述浪涌抑制電路的第一端與所述推挽放大電路連接，所述浪涌抑制電路的第一端還與所述功率管的柵極連接，所述浪涌抑制電路的第二端與接地端連接；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述浪涌抑制電路包括并聯(lián)的濾波電容和浪涌保護器件；
11.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括電路板和如權(quán)利要求1至10中任一項所述的驅(qū)動電路；所述驅(qū)動電路設(shè)置于所述電路板上。
...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種功率管的驅(qū)動電路，其特征在于，包括隔離放大電路和推挽放大電路；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述隔離放大電路包括第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述推挽放大電路包括第一三極管、第二三極管、第一柵極電阻和第二柵極電阻；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路還包括第一電源轉(zhuǎn)換電路和第二電源轉(zhuǎn)換電路；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一電源轉(zhuǎn)換電路和所述第二電源轉(zhuǎn)換電路均包括電源轉(zhuǎn)換單元、第一分壓電阻、第二分壓電阻、第一補償電容和第二補償電容；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一分壓電阻的阻值、所述第二分壓電阻的阻值、所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓磊，楊岳峰，聞福岳，詹婷，張玉，杜宇鵬，楊森，馬亞強，耿鈺翔，張津銘，
申請(專利權(quán))人：中電普瑞電力工程有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。