[实用新型]一种用于有源开关器件的正负电源产生电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及有源开关器件技术领域，具体是一种用于有源开关器件的正负电源产生电路。

背景技术

正负电源电路一般应用于IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管，）等有源开关器件的隔离驱动电源。

现有的正负电源电路的设计方案如图1所示，由于正电源VH和负电源VL一般给隔离驱动光耦副边供电，受限于光耦的电源供电电压限制（如VH-VL<30V）及驱动正电源的要求（如VH>15V），一般要求VH和VL为不对称电压（如VH=18V，VL=-10V）。而由于其采用固有的开关电源芯片，其只能发出占空比一致的PWM1和PWM2，这样从原理上就要求变压器的原边匝数N1=N2，从而副边只能通过全波整流产生一个电压，此时为了产生负电压，只能通过稳压管等额外的稳压电路方式产生负电源VL，稳压电路会带来额外的损耗、且会增加成本和PCB空间等。

例如一篇申请号为201610291595.X发明专利，公开了一种用于IGBT驱动装置的推挽式隔离电源，其推挽式隔离电源由自激推挽电路通过推挽变压器与整流输出电路相连构成，其中，参见其附图6，当自激振荡推挽式IGBT驱动电源输入有电压时，电流通过R1、Nf1、Nf2绕组为三极管Q1、Q2提供开通条件，当推挽式的一个三极管先导通时，将会在其相连的原边绕组Np1或者Np2上产生方向与输入电压相反的感应电压，从而在与其驱动引脚相连的绕组上产生一个更利于导通的电压，产生正反馈，实现该三极管的饱和导通，同时在另一个三极管上产生一个加速其关断的电压，实现该三极管关断。该发明中，其整流输出电路采用二极管整流、电容串联分压和稳压管钳位的方式输出，也就是说其输出的电压需要额外的稳压电路来稳压，增加了额外的损耗和成本。

另外一篇申请号为201510873552.8的发明专利，公开了一种不受原边占空比大小的影响且驱动能力强的新型隔离驱动电路，该发明中，其去掉原边激磁电路中的隔直电容，该电容只参与构成原边去磁电路；原边激磁电路由原边 PWM控制信号、原边电压源、隔离变压器原边绕组、原边开关管构成；当原边PWM控制信号为高电平时，驱动原边开关管导通，开关管导通电压幅值忽略不计，原边电压源两端的电压直接加在隔离变压器原边绕组两端，通过变压器耦合至副边整流电路，经副边整流电路整流后输出为副边驱动信号，当隔离变压器原、副边匝比为1时，该驱动信号的高电平幅值等于原边电压源两端的电压幅值，与原边PWM信号的占空比大小无关。该发明中，其只能输出一路电源，而其他的现有专利采用一个独立变压器只能输出两路对称的电源，需要采用外部电路再转成不对称电源。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种用于隔离驱动电源的正负电源产生电路，通过“可编程控制器”和“根据电压需求设计的变压器”相结合的设计思路，达到在副边同一个绕组上生成电压不一致的输出电压VH和VL的目的，从而进一步达到去除稳压电路、简化电路、以及降低成本和PCB空间的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种用于隔离驱动电源的正负电源产生电路，包括控制器、原边推挽电路和副边半波整流电路；

所述控制器用于产生不同占空比的两路PWM脉冲信号；

所述原边推挽电路包括隔离驱动变压器，以及用于连接隔离驱动变压器和控制器的开关器件；其中，隔离驱动变压器包括具有不同匝数的第一原边绕组和第二原边绕组、以及一副边绕组；第一原边绕组的绕组抽头和第二原边绕组的绕组抽头均连接至输入电源，第一原边绕组、第二原边绕组通过开关器件与原边地连接；副边绕组与所述副边半波整流电路连接；

控制器通过输出两路PWM脉冲信号控制开关器件导通，使得输入电源加载到第一原边绕组或者第二原边绕组，进而使得副边绕组的感应电压经过副边半波整流电路整流后，输出不对称的正电压或者负电压。

进一步的，所述开关器件包括两个参数相同的晶体管，将两个晶体管分别记为第一晶体管和第二晶体管；第一晶体管连接控制器和隔离驱动变压器的第一原边绕组，第二晶体管连接控制器和隔离驱动变压器的第二原边绕组；第一晶体管的其中一极（例如晶体管是三极管，则三极管具有发射极、集电极和基极；例如晶体管是MOS管，则MOS管具有源极、栅极和漏极）和第二晶体管的其中一极均接于原边地。