[实用新型]多电平拓扑驱动电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多电平拓扑的驱动电源。

背景技术

多电平拓扑结构由于降低了模块电压应力，非常适用于高电压、大功率领域。功率开关器件的驱动电源一般为独立两路共地正负电源（+15V/-10V），因此，在多电平拓扑结构中，需要多对驱动电源。譬如，三相三电平结构需要10对共20路互相隔离的驱动电源。

一般情况下解决驱动电源方案主要有两种，一是使用辅助开关电源设计多路输出，但此方法电路较复杂、成本较高以及电磁兼容等问题；二是根据控制时序，使用自举电源方式减少开关电源输出路数，来简化电源设计。此方法也存在一定缺陷：一是由于电压回路造成电压损失，二是驱动电源受二极管耐压、模块以及驱动信号的影响，降低了可靠性。

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，一般用双极性工艺制作的，555定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V-6V 工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。

发明内容

本实用新型目的在于提供一个低成本、多输出的、隔离的多电平拓扑驱动电源。

本实用新型目的是这样实现的：一种多电平拓扑驱动电源，采用控制时序电路，以555定时器为核心，与电阻、电容组成网路，经555定时器的脚3输出一个脉宽宽度调制式信号，驱动一组以上的变压器实现多组电源输出，每组变压器的电源输出为：驱动一个NPN管，使一组变压器向次级输出一个交流信号，此交流信号经二极管整流、电容储能滤波后输出一个隔离的15V驱动电源，或者，此交流信号经另一二极管整流、和另一电容储能滤波后输出一个隔离的-10V驱动电源。

在上述方案基础上，所述的经555定时器的脚3输出一个脉宽宽度调制式信号，驱动二组变压器实现多组电源输出，每组变压器的电源输出为：驱动NPN管Q2和NPN管Q12，当驱动NPN管Q2时，使变压器T4向次级输出一个交流信号，此交流信号经二极管D5整流、C3储能滤波后输出一个隔离的15V驱动电源，或者，此交流信号经二极管D6整流、C7储能滤波后输出一个隔离的-10V驱动电源；

当驱动NPN管Q12时，使变压器T5向次级输出一个交流信号，此交流信号经二极管D21整流、C13储能滤波后输出一个隔离的15V驱动电源，此交流信号经二极管D23整流、C30储能滤波后输出一个隔离的-10V驱动电源。本实用新型通过上述设计，实现了低成本、多输出的、隔离的多电平拓扑电源驱动。

本实用新型的优越性在于：

1）简化设计，变压器的设计大大简化，不需要考虑多绕组的绝缘系统问题；一个555可驱动多组变压器实现多组电源输出；

2）驱动电路可在模块就近布局，比起集中式提供驱动电源的方案来说，可最大程度减小布线电感、改善电路性能；

3）电磁兼容性能得到改善，通过降低555频率、分散电路布局等方式可改善电磁兼容；

4）成本低，并且可扩展输出数量多。

附图说明

图1本实用新型电路原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种低成本、多输出的、隔离的多电平拓扑驱动电源，采用控制时序电路，其中，以555定时器为核心，与电阻、电容组成网路经脚3输出一个脉宽宽度调制式（PWM）信号，驱动二组变压器实现多组电源输出：

驱动一个NPN管Q2，使变压器T4向次级输出一个交流信号，此交流信号经二极管D5整流、C3储能滤波后输出一个隔离的15V驱动电源，同理使变压器向次级输出一个交流信号，此交流信号经二极管D6整流、C7储能滤波后输出一个隔离的-10V驱动电源；

驱动一个NPN管Q12，使变压器T5向次级输出一个交流信号，此交流信号经二极管D21整流、C13储能滤波后输出一个隔离的15V驱动电源，此交流信号经二极管D23整流、C30储能滤波后输出一个隔离的-10V驱动电源。