用于電機控制的自舉電源

出處：維庫電子市場網發(fā)布于：2023-10-18 17:00:16 | 302 次閱讀

　　在電機控制或逆變器系統(tǒng)中，由六個絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 組成的全橋拓撲（圖 1）需要多個隔離電源或用于 IGBT 柵極驅動的 DC-DC 轉換器。例如，通常為三個頂橋 IGBT 中的每一個使用三個隔離電源，為底橋 IGBT 使用一個隔離電源。這些基于變壓器的電源占用了大量的印刷電路板 (PCB) 空間，并且需要考慮布局設計。
　　用于電機控制和逆變器系統(tǒng)的自舉電源
　　簡介
　　在電機控制或逆變器系統(tǒng)中，由六個絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 組成的全橋拓撲（圖 1）需要多個隔離電源或用于 IGBT 柵極驅動的 DC-DC 轉換器。例如，通常為三個頂橋 IGBT 中的每一個使用三個隔離電源，為底橋 IGBT 使用一個隔離電源。這些基于變壓器的電源占用了大量的印刷電路板 (PCB) 空間，并且需要考慮布局設計。
　　自舉電源可用于減少隔離電源或 DC-DC 轉換器的數量。與基于變壓器的電源相比，這有助于降低成本和 PCB 空間。自舉輸出電源電路用于通過利用逆變器工作條件來存儲和提供必要的電量，從而為頂橋柵極驅動器供電。

自舉電源操作

　　圖 2 顯示了為 ACPL-H342/K342 柵極驅動光耦合器提供電源的自舉電路。自舉電路中涉及的元件包括電容器 (CBS)、二極管 (DBS) 和浪涌限制電阻器 (RBS)。該電路還可用于其他 Avago 柵極驅動光耦合器，例如 ACPL-332J（有源米勒鉗位、去飽和檢測、UVLO、隔離故障反饋）和 IPM 接口光耦合器。
　　自舉電路用于為上部 ACPL-H342/K342 柵極驅動器供電，該柵極驅動器控制和驅動頂橋 IGBT Q1。傳統(tǒng)的隔離電源 (VCC) 用于為控制和驅動底部橋 IGBT Q2 的下部柵極驅動器供電。
　　自舉操作順序如下：當下橋 IGBT Q2 導通、上橋 IGBT Q1 關斷時，VCC 電源對電容器 CBS 充電。如圖2所示，電流ICHARGE（藍色）流經RBS、DBS，并對CBS充電。電流沿著Q1的發(fā)射極線返回，經過導通的Q2，返回到VCC的負節(jié)點。
　　當Q1導通、Q2關斷時，CBS中存儲的電荷為上柵極驅動提供電源，并提供驅動Q1柵極的電流。如圖 3 所示，電流 IDISCHARGE（橙色）流入上部柵極驅動器，為 Q1 的輸出級提供電流并為內部檢測器 IC 電路供電。將會有一些電流能夠從 CBS 流經 DBS 并流入 VCC 電源。適當選擇快速恢復二極管將有助于最大限度地減少泄漏電流。

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