一种电力电子器件驱动电源
阅读说明：本技术 一种电力电子器件驱动电源 (Power electronic device driving power supply ) 是由 徐关澄 孟向军 吕淼 王林 吴金龙 于 2021-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明一种电力电子器件驱动电源,包括软起网络、控制芯片、功率开关模块、变压器、倍压电路以及输出电路；软起网络连接至控制芯片,在所述控制芯片上电时,所述软起网络电压逐渐升高使得所述控制芯片输出脉冲电压逐渐升高；控制芯片输出脉冲信号,控制所述功率开关模块输出电压至变压器的原边；变压器副边输出电压经倍压电路升压后,由输出电路输出驱动电力电子器件。本发明电路设计简单精巧,保证了驱动电源工作的可靠性。本发明结构简单、成本低、并能提高整个驱动电源的工作性能、安全性和可靠性。(The invention relates to a power electronic device driving power supply which comprises a soft start network, a control chip, a power switch module, a transformer, a voltage doubling circuit and an output circuit, wherein the soft start network is connected with the control chip; the soft start network is connected to the control chip, and when the control chip is powered on, the voltage of the soft start network is gradually increased, so that the output pulse voltage of the control chip is gradually increased; the control chip outputs a pulse signal to control the power switch module to output voltage to the primary side of the transformer; the output voltage of the secondary side of the transformer is boosted by the voltage doubling circuit, and then output by the output circuit drives the power electronic device. The circuit of the invention has simple and exquisite design and ensures the working reliability of the driving power supply. The invention has simple structure and low cost, and can improve the working performance, safety and reliability of the whole driving power supply.)
技术领域
本发明涉及电源设计技术领域，尤其涉及一种电力电子器件驱动电源。
背景技术
当今，随着电力电子技术的不断发展，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新
技术领域
的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在安防监控，节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。其产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯带，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。
驱动电源的设计对于一个电力电子设备来说意义重大，设计优良的驱动电源可以减小开关器件的损耗，确保开关管安全高效的开通、关断。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电力电子器件驱动电源，电路设计简单精巧，保证了驱动电源工作的可靠性。本发明结构简单、成本低、并能提高整个驱动电源的工作性能、安全性和可靠性。
为达到上述目的，本发明提供了一种电力电子器件驱动电源，包括软起网络、控制芯片、功率开关模块、变压器、倍压电路以及输出电路；
所述软起网络连接至控制芯片，在所述控制芯片上电时，所述软起网络电压逐渐升高使得所述控制芯片输出脉冲电压逐渐升高；
所述控制芯片输出脉冲信号，控制所述功率开关模块输出电压至变压器的原边；
所述变压器副边输出电压经倍压电路升压后，由输出电路输出驱动电力电子器件。
进一步地，所述控制芯片为UC2845。
进一步地，所述UC2845的误差放大器输出引脚、误差放大器反向输入引脚、电流检测引脚通过接地电阻接地；推挽输出引脚输出秒冲固定为最大占空比。
进一步地，所述软起网络包括第一二极管、第一电阻以及第二二极管；所述第一二极管和第一电阻并联，并联电路并联稳压电容，所述控制芯片的电压输出引脚经第二二极管连接并联电路的一端，并联电路的另一端连接芯片基准电压输出引脚。
进一步地，所述控制芯片的芯片基准电压输出引脚与频率震荡负荷引脚之间连接频率生成电阻R4，频率震荡负荷引脚与接地引脚之间连接频率生成电容C3，所述控制芯片输出脉冲的频率f＝1.72/(R4*C3)。
进一步地，所述功率开关模块包括NPN型晶体管、PNP型晶体管；所述NPN型晶体管的集电极经上拉电阻连接电源正极，所述NPN型晶体管的射极连接变压器原边的同名端以及PNP型晶体管的射极；NPN型晶体管和PNP型晶体管的基极，经并联的电容和电阻网络连接所述软起网络的脉冲输出引脚；所述PNP型晶体管的集电极经电阻和电容连接至变压器原边的异名端。
进一步地，所述倍压电路包括倍压电容，第一倍压二极管和第二倍压二极管；
所述倍压电容的一端连接变压器副边的异名端，另一端连接第一倍压二极管的负极，第一倍压二极管的正极连接变压器副边的同名端；第二倍压二极管的正极连接第一倍压二极管的负极，第二倍压二极管的负极连接输出电路。
进一步地，所述输出电路包括稳压二极管、泄放电阻、第一支撑电容以及第二支撑电容；
所述稳压二极管的负极连接第二倍压二极管的负极，并作为驱动电压的正输出端；所述稳压二极管的正极连接泄放电阻的一端，作为驱动电压的接地端；泄放电阻的另一端连接变压器副边的同名端，作为驱动电压的负输出端；第一支撑电容所述稳压二极管并联，第二支撑电容与所述泄放电阻并联。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
(1)本发明电路设计简单精巧，保证了驱动电源工作的可靠性。
(2)本发明结构简单、成本低、并能提高整个驱动电源的工作性能、安全性和可靠性。
(3)利用三极管对管的输出来直接驱动变压器的开通与关断，电路简单易调试，从而提高了可靠性。
附图说明
图1是控制芯片UC2845及其外围电路示意图；
图2是副边输出电路示意图；
图3是驱动电源电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
提供一种驱动电源的电路，包括软起网络、控制芯片、功率开关模块、变压器、频率调整电路、倍压电路以及输出电路。
所述软起网络连接至控制芯片，在所述控制芯片上电时，所述软起网络电压逐渐升高使得所述控制芯片输出脉冲电压逐渐升高。
所述软起网络包括第一二极管D2、第一电阻R1以及第二二极管D1；所述第一二极管D2和第一电阻R1并联，并联电路并联稳压电容C1、C2，所述控制芯片的电压输出引脚14经第二二极管D1连接并联电路的一端，并联电路的另一端连接电压输入芯片基准电压输出引脚14
所述控制芯片输出脉冲信号，控制所述功率开关模块输出电压至变压器的原边。
所述变压器副边输出电压经倍压电路升压后，由输出电路输出驱动电力电子器件。
频率调整电路包括频率生成电阻R4和频率生成电容C3。控制芯片的芯片基准电压输出引脚14引脚与频率震荡负荷引脚7之间连接频率生成电阻R4，7引脚与8引脚之间连接频率生成电容C3，所述控制芯片输出脉冲的频率f＝1.72/(R4*C3)。
所述功率开关模块包括NPN型晶体管Q1、PNP型晶体管Q2；所述NPN型晶体管Q1的集电极经上拉电阻连接电源正极，所述NPN型晶体管Q1的射极连接变压器原边的同名端以及PNP型晶体管Q2的射极；NPN型晶体管Q1和PNP型晶体管的基极，经并联的电容和电阻网络连接所述软起网络的脉冲输出引脚；所述PNP型晶体管Q2的集电极经电阻和电容连接至变压器原边的异名端。
所述倍压电路包括倍压电容C6，第一倍压二极管D3和第二倍压二极管D4；所述倍压电容C6的一端连接变压器T1副边的异名端，另一端连接第一倍压二极管的负极D3，第一倍压二极管D3的正极连接变压器T1副边的同名端；第二倍压二极管D4的正极连接第一倍压二极管D3的负极，第二倍压二极管D4的负极连接输出电路。
所述输出电路包括稳压二极管Z1、泄放电阻R10、第一支撑电容C7以及第二支撑电容C8；所述稳压二极管Z1的负极连接第二倍压二极管D4的负极，并作为驱动电压的正输出端；所述稳压二极管Z1的正极连接泄放电阻的一端，作为驱动电压的接地端；泄放电阻R10的另一端连接变压器副边的同名端，作为驱动电压的负输出端；第一支撑电容C7和所述稳压二极管Z1并联，第二支撑电容C8与所述泄放电阻R10并联。
在一个实施例中，所使用的控制芯片UC2845是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。在此芯片的基础上，设计了控制电路。
控制芯片UC2845各个引脚的功能介绍参加表1。
表1 UC2845各个引脚的功能
如图1所示是控制芯片UC2845及其外围电路，该实施例中将1、3、5引脚通过10k的电阻直接接地，没有使用芯片UC2845自带的电流检测保护功能(5引脚)与电压反馈检测功能(3引脚)，并且不使用芯片自带的补偿电路(1引脚)。通过1、3、5引脚接地，可以最大限度的简化芯片的外围电路，简化调试过程。在该连接状态下，会使芯片10脚输出的脉冲固定为最大占空比(UC2845为50％的占空比)。而由二极管及电阻及电容组成的软起网络可以使电路软起动，避免直接最大占空比输出造成了损伤。
在上电过程中，控制芯片UC2845的电压输入引脚11、12上电，8、9是接地引脚。1引脚输出电压缓慢给电容C2充电，14的输入电压逐渐升高至启动，10引脚的输出电压随14引脚的输入电压缓慢升高。启动后，14引脚的电压处于动态平衡。10引脚输出脉冲频率的变化，取决于7引脚与14引脚之间的R4和C3的值，10引脚输出脉冲的频率f＝1.72/(R4*C3)。
图3所示的电路部分，利用三极管对管的输出来直接驱动变压器的开通与关断，电路简单易调试，从而提高了可靠性。
驱动电源在不同的工况下，需要驱动不同的开关管，IGBT管、MOS场效应管及SICMOS管等。这些开关管要求的驱动电压各不相同，因此设计驱动电源输出不同的电压来匹配不同的开关管。输出电压在±20V范围内可调，输出功率2～3W。具体电路拓扑如图2所示：
设计了一种利用二极管及电容组成的倍压电路，通过倍压电路，产生满足输出需求的电压。电路后级的稳压管，可以通过选择不同型号的稳压管来输出不同等级的电压，以满足对不同电压等级输出的电路；电路中的泄放电阻为驱动负电压产生了回流支路，确保驱动负电压不会因为没有回流支路而一直升高。
综上所述，本发明一种电力电子器件驱动电源，包括软起网络、控制芯片、功率开关模块、变压器、倍压电路以及输出电路；软起网络连接至控制芯片，在所述控制芯片上电时，所述软起网络电压逐渐升高使得所述控制芯片输出脉冲电压逐渐升高；控制芯片输出脉冲信号，控制所述功率开关模块输出电压至变压器的原边；变压器副边输出电压经倍压电路升压后，由输出电路输出驱动电力电子器件。本发明电路设计简单精巧，保证了驱动电源工作的可靠性。本发明结构简单、成本低、并能提高整个驱动电源的工作性能、安全性和可靠性。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
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