一種基于igbt串并聯(lián)的電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大功率電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于IGBT串并聯(lián)的電源。
【背景技術(shù)】
[0002]超級電容器作為一種雙電層電容器，由于特殊的原材料和制作方法使其完全不同于傳統(tǒng)的電解電容器，其單體容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)電容器的容量，具有較高的功率密度和效率，兼具電池與電容的雙重特性，是一種性能極佳的動力電源。超級電容器滿足了市場對高頻率、大強(qiáng)度、高循環(huán)次數(shù)、并符合環(huán)保政策的動力電源的需求，在電動汽車、電子電器、蓄能裝置、太陽能等領(lǐng)域有著極好的發(fā)展前景。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中給超級電容器充電的電源通常為基于IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，絕緣柵雙極型晶體管)單管串聯(lián)的高壓BUCK型電源，但是該電源串聯(lián)的IGBT單管中，雖然使用的IGBT單管耐壓等級高，但是也造成了整個(gè)電源電路的開關(guān)損耗大、成本高、噪聲大，開關(guān)頻率低的缺點(diǎn)，降低了功率因數(shù)和效率。
[0004]因此，如何提供一種包括損耗小、成本低、噪聲小、頻率高的開關(guān)的電源是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于IGBT串并聯(lián)的電源，減小了作為開關(guān)的IGBT串并第一電路的開關(guān)損耗，節(jié)約了成本和噪聲，提高了開關(guān)頻率，使得開關(guān)頻率接近音頻上限，提高了整個(gè)電源的功率因數(shù)和效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于IGBT串并聯(lián)的電源，包括主電路單元和控制單元，其中，所述主電路單元包括:
[0007]三相交流電源，用于輸出三相交流電；
[0008]三相整流電路，用于對所述三相交流電進(jìn)行整流，生成直流電；
[0009]IGBT串并第一電路，用于依據(jù)所述控制單元發(fā)出的開關(guān)控制信號來控制自身的通斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對所述直流電是否為負(fù)載充電進(jìn)行控制；
[0010]其中，所述IGBT串并第一電路包括N個(gè)并聯(lián)的IGBT電路，且，每個(gè)所述IGBT電路均包括M個(gè)串聯(lián)的IGBT模塊，每個(gè)所述IGBT模塊中包含串聯(lián)的第一 IGBT單管和第二 IGBT單管，其中，N為不小于2的正整數(shù)，M為正整數(shù)。
[0011]優(yōu)選地，所述IGBT串并第一電路包括并聯(lián)的第一 IGBT電路和第二 IGBT電路，且，所述第一 IGBT電路和第二 IGBT電路均包括3個(gè)串聯(lián)的IGBT模塊；
[0012]其中，每個(gè)所述IGBT模塊中，所述第一 IGBT單管的集電極端作為所在IGBT模塊的輸入端，所述第一 IGBT單管的發(fā)射極與所述第二 IGBT單管的集電極端連接，所述第二IGBT單管的發(fā)射極端作為所在IGBT模塊的輸出端；所述第一 IGBT單管和所述第二 IGBT單管的柵極和發(fā)射極均與所述控制單元連接，接收所述控制單元發(fā)出的開關(guān)控制信號；
[0013]所述第一 IGBT電路包括依次串聯(lián)連接的第一 IGBT模塊、第二 IGBT模塊以及第三IGBT模塊，所述第二 IGBT電路包括依次串聯(lián)連接的第四IGBT模塊、第五IGBT模塊以及第六IGBT模塊；
[0014]所述第一 IGBT模塊的輸入端與所述第四IGBT模塊的輸入端連接，均作為所述IGBT串并第一電路的輸入端，所述第三IGBT模塊的輸出端與所述第六IGBT模塊的輸出端連接，均作為所述IGBT串并第一電路的輸出端。
[0015]優(yōu)選地，該電源還包括續(xù)流電路以及平波電抗器，其中:
[0016]所述平波電抗器的第一端分別與所述IGBT串并第一電路的輸出端以及所述續(xù)流電路的第一端連接，所述平波電抗器的第二端與所述負(fù)載的第一端連接；所述續(xù)流電路的第二端分別與所述負(fù)載的第二端以及所述三相整流電路的輸出端負(fù)極連接。
[0017]優(yōu)選地，所述續(xù)流電路具體為IGBT串并第二電路，所述IGBT串并第二電路中的IGBT模塊與所述IGBT串并第一電路中的IGBT模塊具有相同的電路連接結(jié)構(gòu)，且，所述IGBT串并第二電路中，每個(gè)IGBT模塊中的IGBT單管的柵極和發(fā)射極短接。
[0018]優(yōu)選地，該電源還包括濾波電路，用于對所述直流電進(jìn)行濾波，并將濾波后的所述直流電送至所述IGBT串并第一電路。
[0019]優(yōu)選地，所述控制單元具體包括:
[0020]DSP系統(tǒng)，用于生成并發(fā)送脈沖寬度調(diào)制PWM信號；
[0021]上電保護(hù)電路，用于接收所述PWM信號，并對所述PWM信號進(jìn)行上電保護(hù)；
[0022]IGBT開關(guān)電路，用于對經(jīng)過上電保護(hù)的所述PWM信號進(jìn)行開關(guān)控制；
[0023]PWM放大電路，用于對所述PWM信號進(jìn)行放大；
[0024]IGBT驅(qū)動電路，用于對放大后的所述PWM信號進(jìn)行驅(qū)動放大并將驅(qū)動放大后的所述PWM信號發(fā)送至所述IGBT串并第一電路，控制所述IGBT串并第一電路的通斷。
[0025]優(yōu)選地，所述控制單元還包括單片機(jī)系統(tǒng)和IGBT保護(hù)電路，其中，
[0026]所述IGBT保護(hù)電路用于檢測所述IGBT串并第一電路是否出現(xiàn)故障，并將檢測結(jié)果反饋給所述單片機(jī)系統(tǒng)；
[0027]所述單片機(jī)系統(tǒng)用于依據(jù)所述檢測結(jié)果控制所述IGBT開關(guān)電路的開關(guān)以及控制所述DSP系統(tǒng)是否中斷所述PWM信號的發(fā)出。
[0028]優(yōu)選地，所述三相整流電路由9個(gè)整流二極管模塊3串3并構(gòu)成，每個(gè)所述整流二極管模塊均包括兩個(gè)串聯(lián)的整流二極管以及分別與所述兩個(gè)串聯(lián)的整流二極管并聯(lián)的壓敏電阻。
[0029]優(yōu)選地，所述三相交流電源為1500V。
[0030]優(yōu)選地，所述濾波電路為LC濾波電路，所述LC濾波電路包括一個(gè)電抗器以及4個(gè)薄膜電容。
[0031]本發(fā)明提供的一種基于IGBT串并聯(lián)的電源，包括N個(gè)并聯(lián)的IGBT電路，且每個(gè)IGBT電路均包括M個(gè)串聯(lián)的IGBT模塊，每個(gè)IGBT模塊中包含串聯(lián)的第一 IGBT單管和第二 IGBT單管，通過將兩個(gè)IGBT單管串聯(lián)集成到一個(gè)IGBT模塊中以及對多個(gè)IGBT模塊的串并聯(lián)，減小了作為開關(guān)的IGBT串并第一電路的開關(guān)損耗，節(jié)約了成本和噪聲，提高了開關(guān)頻率，使得開關(guān)頻率接近音頻上限，提高了整個(gè)電源的功率因數(shù)和效率。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發(fā)明提供的一種基于IGBT串并聯(lián)的電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明提供的另一種基于IGBT串并聯(lián)的電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明提供的一種三相整流電路的電路原理圖；
[0036]圖4為本發(fā)明提供一種LC濾波電路的電路原理圖；
[0037]圖5為本發(fā)明提供的一種IGBT串并第一電路的電路原理圖；
[0038]圖6為本發(fā)明提供的一種IGBT串并第二電路的電路原理圖；
[0039]圖7為本發(fā)明提供的一種上電保護(hù)電路、IGBT開關(guān)電路以及PWM放大電路的電路原理圖；
[0040]圖8為本發(fā)明提供的一種IGBT驅(qū)動電路的輸入端的電路原理圖；
[0041]圖9為本發(fā)明提供的一種IGBT驅(qū)動電路的輸出端的電路原理圖；
[0042]圖10為本發(fā)明提供的一種IGBT保護(hù)電路的電路原理圖；
[0043]圖11為本發(fā)明提供的一種溫度保護(hù)電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]本發(fā)明的核心是提供一種基于IGBT串并聯(lián)的電源，減小了作為開關(guān)的IGBT串并第一電路的開關(guān)損耗，節(jié)約了成本和噪聲，提高了開關(guān)頻率，使得開關(guān)頻率接近音頻上限，提高了整個(gè)電源的功率因數(shù)和效率。
[0045]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)