电流母线型多输出高压隔离IGBT驱动电源.pdf

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1、第49卷第1期电力电子技术Vo1．49，No．12015年1月PowerElectronicsJanuary2015电流母线型多输出高压隔离IGBT驱动电源宋佩云．肖岚(江苏省新能源发电与电能变换重点实验室，南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要：针对中高压应用场合大量功率电子器件的驱动供电问题，研究了一种电流母线型多输出高压隔离绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动电源。采用高频电流互感式结构取代传统电压型变压器，通过高压电缆线实现高压隔离．工艺简单；前级全桥串联谐振电路产生高频母线电流，后级稳压

2、模块采用电流输入型Boost变换器，与传统Boost变换器相比．其控制策略简单、易实现自启动；分析了IGBT驱动电路消耗功率估算方法，根据负载功率需求给出后级稳压电路参数设计方法；对后级稳压模块进行损耗分析，提出效率优化方案；最后进行了实验验证。关键词：驱动电源；电流母线型；高压隔离中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)01—0029—04Multi-outputandmgh-voltageInsulationIGBTDrivePowerSupplyWithCurr

3、entBusSONGPei．yun．XIAOLan(船uKeyLaboratoryofNewEnergyGenerationandPowerConversion，NanjingUnweni@ofAeronautics＆Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Tooferdrivepowersupplyforpowerelectronicdevicesinhighvoltageapplications，amulti-outputandhigII—voltage

4、insulationinsulatedgatebipolartransistor(IGBT)drivepowersupplywithcurrentbusispresented．Higl1一frequencycurrenttransformerstructureisutilizedinsteadoftraditionalvoltagetransformerandhighvoltagecableisusedtoachievehigh·voltageinsulation．Fullbridgeseriesre

5、sonantcircuitproducesbuscurrentofhilghfrequencyandhishquMi~．ThevoltageregulatormodulesuseBoostconverterwithcurrentinput．ComparedtothetraditionalBoostconverter，ithassimplecontrolstrategyandiseasytoachieveself-start．Tomakearationaldesignofthevohagerag—ula

6、tormodules，theoreticalestimationmethodofthepowerlossforIGBTdriveisproposed．Accordingtothecharacter-isticoftheload，thedesignandefficiencyimprovementmethodsaregiven．Finallyexperimentalvalidationiscompleted．Keywords：drivepowersupply；curretbus；high—voltagei

7、nsulationFoundationProject：SupportedbyOpenResearchFundofJiangsuKeyLaboratoryandNUAAResearchFunding(No．NJ20120005)1引言整机效率，首先分析IGBT驱动电路消耗功率估算方法，根据负载功率需求合理设计后级稳压模块。随着电力电子系统向中高压大功率方向发展，分析文献【8】中的后级稳压模块损耗，提出效率优通常需将多个低压功率器件串联以实现功率器件化方案，实验表明后级稳压模块效率提高了约22％。在高压场

8、合的应用。这样系统中功率器件数目会大量增加．且各器件驱动电源参考地电位不一致，驱动2电流母线型多输出变换器电路高压隔离供电困难，故寻求一种适用于高压隔2．1前级高频恒流源离场合的多路输出驱动电源方案【具有重要意义。图1示出电流母线型多输出变换器拓扑。前文献『8】重点分析了前级高频恒流源电路，但级高频恒流源采用全桥串联谐振电路。未详细分析后级稳压模块和负载特性，后级稳压模块效率只有58％。为合理设计后级稳压模块，提高基金项目：江苏省重点实验室开放研究基金及