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电动汽车逆变器用IGBT驱动电源规划

1 驱动电源电路设计1.1 电源拓扑设计该电源的输入是新能源乘用车常规的12V电源,该电源通常波动范围是8~16V,而驱动电源的输出需要相对稳定。需要设计

1 驱动电源电路规划

1.1 电源拓扑规划

该电源的输入是新能源乘用车惯例的12V电源,该电源一般动摇规模是8~16V,而驱动电源的输出需求相对安稳。需求规划多组宽压输入、定压输出的阻隔电源。本规划把电源分红两级:前级电源完成宽压输入、定压输出功用,后级完成阻隔功用,结构见图1.

图1:电源拓扑示意图

该结构的长处是:

一、前级电源无需处理阻隔问题,能够选用惯例的SEPIC或buck-boost非阻隔拓扑,并且前级电源的输出是无需阻隔的低压定压,在布局布线中无需考虑各组电源间的爬电间隔和电气空隙问题。因而该部分前级能够作为低压弱电电路独立完成,无需占用驱动板面积。

二、后级电源无需处理反应问题,选用开环操控,防止了阻隔信号反应的费事。由于乘用车设备的工况恶劣,工作温度改变规模非常大,传统的线性光耦等器材受温漂影响精度大幅下降,温漂补偿器材又本钱很高,这种方法有用防止这一坏处。

1.2 后级半桥开关电源规划

前级电源归于典型定压规划,无需给出规划原理,本文要点介绍后级半桥电路。详细原理图见图2和图3。图2为选用轿车级定时器电路规划的50%占空比信号发生器,用于给半桥开关电源供给操控信号,其间R49能够用来调整开关频率,一般能够设定在70kHz到300kHz之间,频率挑选首要依据电路板实践空间尺度和变压器的伏秒积进行折衷选取。

从变压器核算伏秒积的公式为:

ET=V*D/f_sw (4)

V为加在变压器上的电压,D是占空比,f_sw是开关频率。本规划挑选了一颗ET值达44Vusec的变压器,因而开关频率设置较低,为120kHz。

图2: 50%占空比信号发生电路

图3为半桥开关电源电路。此电路选用一颗IR的轿车级半桥芯片IRS2004S作为驱动,并联两个由Infineon BSR302N组成的并联半桥电路。选用匝比为1:1.25的通用变压器,通过倍压整流得到+15V电压,通过一般整流得到-8V电压。每个变压器用于给一个IGBT驱动供电。在变压器原边串联入轿车级EMC磁珠,能够有用按捺开关发生的电压尖峰,器材详细信息见附录表1。IGBT门极是一种容性负载,每次开关都伴随着较高瞬态电流,即前文核算的峰值驱动电流,因而需求一种纹波电流能力强的长寿命电容,每路电源选用4.7uF X7R轿车级多层陶瓷电容,完成瞬态电压支撑。X7R多层陶瓷电容具有封装小,ESR低,答应纹波电流大,温度下降容量衰削减等长处。

图3:半桥开关电源电路原理图

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