三相IGBT全桥隔离驱动电源设计

1、三相IGBT全桥隔离驱动电源设计针对10 kW三相IGBT全桥变换器设计了一种隔离驱动电源,提供4路相互 隔离的输出，每路输出均提供+15V/-9 V电源。电源功率较小，考虑本钱和效 率，采用单端反激式结构。电源内部反应网络采用电压和电流反应双闭环申极结 构，分别从电压输出端和电流采样电阻上得到电压电流反应信号，经反应网络输入到pwr制器，PW瞬制器根据反应信号大小调节其输出开关脉冲的占空比， 以此来保持输出电压的稳定。三相IGBT全桥隔离驱动电源设计三相IGBT全桥隔离驱动电源采用电流型PW唉制器LIC3845,输出4路相 互隔离的+15V/-9 V，如图1所示。其中，一路额定输出电流为0.

2、2 A,用丁三 相全桥下桥臂共射极连接的3个IGBT的驱动供电， 另外3路额定输出电流为0.1A,分别用丁上桥臂的3个IGBT的驱动供电。以下是电路工作原理开关脉冲的产生开关管导通时，变压器的初级电流逐渐增大，采样电阻风上的压降增加，通 过RW波电路反应到芯片UC384由勺3脚，与电流取样比拟器的另一端进行比拟， 当这个压降到达UC3845勺1管脚建立的门限电平时，锁存器复位，开关管截止。UC3845乍为电流模式控制器工作，输出开关的导通由UC384呐部振荡器开始,到变压器初级电流到达管脚1建立的门限电平时为止。占空比的调节变压器+15 V, -9 v/0.2 A一路输出电压通过TL431a和

3、光耦PC81成馈到UC3845的1脚，UC3845勺2脚接地，UC3845内部误差比拟放大器的输入误差总是固定 的，将PC817的光电晶体管视为可变电阻，1脚的反应信号改变的是误差比拟放 大器的增益，其等效电路如图2所示。改变误差放大器增益等效电路当+15 V、-9V/0.2 A一路输出电压过高时，TL431参考端电压升高，阴极电 压降低，光耦PC817二极管的电流增大，晶体管电流也相应增大，UC3845勺1脚电压降低，流过开关管的峰值电流减小，占空比减小，使得输出电压降低。当 输出电压偏低时与上述情况正好相反。+15 V/-9 V电压的产生图1所示的隔离电源的变压器次级4路实际输出+24 V

4、的电压，为得到+15V/-9 V的电压，采用15V稳压二极管和电阻申联的形式。也可以采用变压器次 级引出中间抽头的方式，但这种方式占用变压器管脚太多，变压器骨架管脚数目 会缺乏。反激式变压器设计单端反激式变压器可工作在电流连续模式CCM或断续模式DCM,但在CCM模式下变压器磁芯易饱和发热,通常设计为DCMF工作。确定参数：直流输入电压的最大值Uinmax和最小值Uinmax;输出电压U6功率Po;开关频率f、工作效率7、开关导通压降UDS在反激变压器中， 次级反激电压VO叫输入电压之和不能高丁开关管的耐压USmax电压电流反应回路参数设计2.536 V可调式精密并联稳压器。它的参考端输入电流

5、值为2p A,为了避 免此端电流影响分压比和防止噪声的影响，通常取流过电阻Rlow的电流为参考 输入端电流的100倍以上，所以得Rlow的取值范围：在该范围内给Rlow取值。根据Rup, Rlow, Uo, Uref的关系，得到TL431a的阴极电压Uka在2.5 V36 V变化时，阴极电流Ika范围是1150 mA当PC817的正向电流If为0时， 必须保证Ika至少为1 mA所以Ibias至 少为1mA此时PC817勺正向压降Uf即Ubias小丁1.2 V,所以Rbias的范围：UC3845勺1脚正常电压为0.8 V6.2 V,由PC817的技术资料得：当PC817二极管正向电流If为3

6、mA左右时，晶体管集射电流Ic在4 mA&右变化，集射 电压Uce在很宽的范围内线性变化，符合UC3845的控制要求，所以取PC817二 极管正向电流If为3 mA取TL431a阴极电流Ika为不大丁150 mA勺确定值例 如20 mA。由此根据可得Rbias的值；乂由TL431a阴极工作电位为2.536 V得到Rf的取值范围：二、实验结果对设计的电路进行实验，得出了实验数据和波形。表1为隔离电源在空载和 带载+15V , -9 V/0.2 A一路输出带载240 Q ,另外3路输出各带载120 Q 下的4路输出电压值及相应的负载调整率。夫册牛* = = 1 2或biAsmin图3为+15 V, -9 V/0.2 A一路输出带载时的电压波形。图3为+15 V,-9 V/0.2A一路带载输出电压：深色CH1为+15 V输出，浅色CH2为-9 V输出。拆蚓，幽身侦 L+15V, 9V/0.2A一路带载输出电压由上文总结出设计制作了基丁电流型PWltt制器UC3845勺三相IGBT全桥隔 离驱动电源，采用单端反激式结构，结构简单，本钱较低。实验说明，该隔离驱 动电源的输出电压稳定，负