電動車用驅(qū)動電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動車用驅(qū)動電源系統(tǒng)，包括電源；變壓器，包括原邊和多路副邊，所述原邊連接至所述電源，用于將所述電源電壓轉(zhuǎn)換為多路輸出電壓；IGBT單元，分別連接至由所述變壓器的多路副邊與驅(qū)動模塊形成的驅(qū)動電路；每個所述變壓器的副邊輸出電壓用于向各所述IGBT單元提供獨立的驅(qū)動電壓。
【專利說明】電動車用驅(qū)動電源系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電動車用驅(qū)動電源系統(tǒng)，特別涉及一種用于雙輪或四輪驅(qū)動的多路輸出的驅(qū)動電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，發(fā)展電動汽車已經(jīng)成為人們研究的熱點。其主要工作原理就是通過在車上安裝電池(鋰電或鉛酸電池)然后通過功率變換器將電池的直流電轉(zhuǎn)換成三相斬波電壓對電機(jī)供電，從而達(dá)到調(diào)節(jié)TM(Technological Motor)驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速并將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能使得汽車行進(jìn)。
[0003]圖1所示為單個TM電機(jī)驅(qū)動的功率變換器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。其中包括電池提供的輸入電壓Us、濾波電容Cs以及由功率變換器的主開關(guān)器件T1-T6、續(xù)流二極管D1-D6組成的不對稱半橋電路。各主開關(guān)器件T1-T6分別連接至驅(qū)動電源系統(tǒng)，其中包括由驅(qū)動芯片M57962AL(未示出)形成的驅(qū)動電路單元，用于精確地控制其導(dǎo)通和關(guān)斷。由于圖1所示的功率變換器的主開關(guān)器件T1-T6需要提供正向開通電壓+25V和負(fù)向關(guān)斷電壓-9V，因此其驅(qū)動電源系統(tǒng)需要向各驅(qū)動芯片提供正向和負(fù)向的電壓。IGBT以其壓控特性常用于作為開關(guān)器件。
[0004]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，車用電機(jī)驅(qū)動器IGBT單元驅(qū)動電源應(yīng)該具有隔離高電壓、多組輸出、耐高溫和抗電磁干擾等特點。從目前開關(guān)電源的拓?fù)浞治觯醇る娫赐負(fù)溥m合車用IGBT單元驅(qū)動電源。反激電源具有結(jié)構(gòu)簡單、性能價格比高、控制簡單、多繞組交叉調(diào)整等優(yōu)點。并且，在IGBT單元的應(yīng)用中，特別是中大功率IGBT單元，每一個IGBT單元驅(qū)動電路需要使用獨立的驅(qū)動電源供電，以減小母線寄生電感的影響。
[0005]圖2所示為電機(jī)驅(qū)動電源結(jié)構(gòu)圖。其中包括電池電源10，用于向整車提供電源；變壓器11，包括至少一個原邊和多個副邊，用于將電池電壓轉(zhuǎn)換為電動車系統(tǒng)各部分所需的供電電壓；控制部分12，進(jìn)一步包括PWM控制單元，用于通過從電動車系統(tǒng)反饋端電路檢測的信號產(chǎn)生PWM信號，并控制開關(guān)13的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，從而控制變壓器11工作。變壓器11進(jìn)一步包括多個副邊繞組，其中共地的兩路繞組(虛線框113)用于向控制部分12中的各單元提供電源；互相隔絕的三路副邊繞組(虛線框111所示)用于向三路上半橋臂的IGBT單元提供電源，三路隔離的+25V單獨供電；由于受到變壓器骨架結(jié)構(gòu)中針腳數(shù)量(例如14針腳)的限制，下半橋的三個功率開關(guān)管共地，采用一路副邊繞組(虛線框112所示)用于向一路公共的+15V供電，三個功率開關(guān)管并聯(lián)連接到同一個次級線圈。，其中控制電源和驅(qū)動電源部分需要進(jìn)行隔離。控制電源是提供給控制電路，例如PWM控制單元、反饋檢測單元，工作時所需的±5V、±25V三路共地電源。
[0006]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的變壓器的管腳圖。其中包括控制電源引出管腳與驅(qū)動電源引出管腳。其中，管腳13、14用于連接原邊線圈，其余管腳用于連接副邊線圈，包括L1-L3線圈分別向三路IGBT單元提供驅(qū)動電壓，管腳5、6連接的副邊線圈可以向三路IGBT單元提供共地的驅(qū)動電壓；其余部分為控制部分的副邊輸出電壓。[0007]但是，采用上述結(jié)構(gòu)的電源系統(tǒng)，有如下缺點:
[0008](1)反激電源的缺點是功率等級受限。如果利用圖3所示的單個TM電機(jī)功率變換器驅(qū)動電源變壓器實現(xiàn)雙電機(jī)功率變換器驅(qū)動就需要兩塊驅(qū)動電源控制板，這樣使得功率變換器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、雙電機(jī)驅(qū)動信號同時給定比較困難；
[0009](2)另外產(chǎn)生的+25V和-9V電源有三路是共用的，變壓器在纏繞時，不可避免存在三路之間電壓的互相影響，明顯的現(xiàn)象是共用的三路驅(qū)動電壓較獨立的電源電壓低1?2V，會使得IGBT不能可靠開通和關(guān)斷。
[0010](3)并且，上述電源系統(tǒng)只能為電動車中單輪驅(qū)動電機(jī)供電，如果需要向兩輪甚至四輪驅(qū)動電機(jī)供電時，則需要設(shè)置兩個以上的電源系統(tǒng)為各個電動輪分別提供電源。這樣，使得控制板的體積增大，造成不必要的空間浪費。
實用新型內(nèi)容
[0011]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種用于電動車雙輪驅(qū)動的多路輸出的驅(qū)動電源。
[0012]為達(dá)到上述目的，本實用新型提供了一種電動車用驅(qū)動電源電路，包括，
[0013]電池電源；
[0014]變壓器，包括原邊和多路副邊，所述原邊連接至所述電源，用于將所述電源電壓轉(zhuǎn)換為多路輸出電壓；
[0015]IGBT單元，分別連接至所述變壓器的多路副邊；
[0016]每個所述變壓器的副邊輸出電壓用于向各所述IGBT單元提供獨立的驅(qū)動電壓。
[0017]其中，
[0018]所述IGBT單元的數(shù)量為12個；
[0019]所述變壓器包括骨架及其上的繞組線圈；
[0020]所述骨架的底部包括32針腳。
[0021]其中，
[0022]所述32針腳包括1路原邊繞組輸入和16路副邊繞組輸出；
[0023]其中，
[0024]所述16路輸出包括反饋供電繞組；
[0025]3路控制端電源；
[0026]12路相互隔離的驅(qū)動電源；
[0027]1路反饋電路電源。
[0028]其中，
[0029]所述3路控制端電源分別為+15V繞組、-15V繞組、+5V繞組；所述12路相互隔離的驅(qū)動電源為+25V繞組。
[0030]本實用新型所設(shè)計的驅(qū)動電源變壓器及電路只需設(shè)計在同一個驅(qū)動電路板上，節(jié)省原材料，使功率變換器的結(jié)構(gòu)簡單，控制TM電機(jī)方便，最重要的使得各路驅(qū)動電源相互獨立，為M57962AL提供穩(wěn)定的+25V和-9V電源。
[0031]【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為電動車中功率變換器結(jié)構(gòu)示意圖；[0033]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動電源結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖3為圖2所示的驅(qū)動電源中變壓器管腳示意圖；
[0035]圖4為根據(jù)本實用新型的實施例的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖5為根據(jù)本實用新型的實施例的電源系統(tǒng)的變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6所示為根據(jù)本實用新型的變壓器的管腳圖；
[0038]圖7所示為根據(jù)本實用新型的雙輪驅(qū)動電源連接方式；
[0039]圖8所示為根據(jù)本實用新型的四輪驅(qū)動電源連接方式。
[0040]【具體實施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖及本實用新型的實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0042]圖4所示為根據(jù)本實用新型的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中，與圖2所示的電源系統(tǒng)不同之處在于，本實用新型的電源系統(tǒng)可以用于為多個IGBT單元提供獨立的驅(qū)動電源。
[0043]圖5所示為根據(jù)本實用新型的變壓器的結(jié)構(gòu)圖。其中，包括固定骨架20、其上的繞組和磁芯。骨架20底部固定有針腳；骨架上具有線槽21用于纏繞繞組線圈。為了使得副邊線圈的輸出電壓能夠同時驅(qū)動12個IGBT單元，需要針腳個數(shù)輸出路數(shù)比較多，本實用新型采用特制的具有32管腳底座的變壓器，其配套的磁芯為EE40，該磁芯完全能夠滿足傳輸功率為100W的要求。
[0044]驅(qū)動電源的輸出包括:十二路隔離的電源電壓，用于給驅(qū)動電路供電，保證驅(qū)動電路不受電源側(cè)的互相干擾，從而確保IGBT單元的穩(wěn)定工作和電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；還包括共地的控制電壓，用于給控制系統(tǒng)供電。一路隔離反饋電壓用于給PWM控制芯片供電的，確保正
常工作。
[0045]其中，驅(qū)動電路的開通電壓可以根據(jù)驅(qū)動芯片的特性進(jìn)行設(shè)計，例如本實用新型采用M57962AL芯片，其驅(qū)動電壓為+24-+26V，優(yōu)選地為+25V ;控制部分的電源可以根據(jù)各控制單元的需要提供相應(yīng)的電壓，例如+5V，±15V。
[0046]圖6所示為根據(jù)本實用新型的變壓器的管腳圖。其中包括32個針腳，總共為一路原邊輸入，十六路副邊輸出，+5V，±15V電源共用一個地，因此采用32管腳的變壓器座。L17為原邊繞組，L16為反饋電路供電繞組，L13為+15V電源繞組，L14為-15V電源繞組，L15為+5V電源繞組。其余為驅(qū)動模塊供電+25V電源繞組。其中，+5V電源副邊繞組匝數(shù)為4匝；+15V電源副邊繞組匝數(shù)為11匝；+25V電源副邊繞組匝數(shù)為17匝。
[0047]其中，通過將副邊L1-L12輸出分別連接至12個IGBT單元開關(guān)管，可以控制12路IGBT單元。其中，由于L13-L15為共地，因此可以使用其輸出控制其他功率控制電路。這樣，可以連接更多數(shù)量的IGBT單元，如圖所示。
[0048]變壓器繞組的繞制方式為磁芯由里到外先繞原邊繞組，然后做一層2500V電氣隔離層，一層電磁屏蔽層。然后繞+5V，+15V和-15V，三繞組共地，各繞組之間做好絕緣。然后再繞+25V繞組，最后繞+15V反饋繞組。
[0049]可以理解的是，可以通過變壓器原邊和副邊的比例可以設(shè)置不同大小的副邊輸出電壓。根據(jù)本實用新型的方案，使得更多的IGBT單元能夠獨立地進(jìn)行供電，相互沒有寄生電感的影響，從而能夠使用一個電源系統(tǒng)對電動車的雙輪或四輪同時進(jìn)行驅(qū)動供電，如圖7所示，當(dāng)為雙輪功率變換器提供驅(qū)動電源時，則可以各路獨立地為IGBT單元供電。[0050]進(jìn)一步，可以理解的是，當(dāng)為四輪功率變換器提供驅(qū)動電源時，如圖8所示，則變壓器還可以采用如圖2所示的連接方式，對各輪的功率變換器中上半橋的IGBT單元獨立地進(jìn)行供電，而對各輪的功率變換器中下半橋的三路共地IGBT單元采用共用一路進(jìn)行供電。從而節(jié)省了 TM電機(jī)功率變換器的空間。
[0051]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用以限定本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電動車用驅(qū)動電源電路，包括:電池電源；變壓器，包括原邊和多路副邊，所述原邊連接至所述電源，用于將所述電源電壓轉(zhuǎn)換為多路輸出電壓；IGBT驅(qū)動電路單元，分別連接至所述變壓器的多路副邊；每個所述變壓器的副邊輸出電壓用于向各所述IGBT驅(qū)動電路單元提供獨立的驅(qū)動電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車用驅(qū)動電源電路，其特征在于:所述IGBT單元的數(shù)量為12個；所述變壓器包括骨架及其上的繞組線圈；所述骨架的底部包括32針腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車用驅(qū)動電源電路，其特征在于:所述32針腳包括1路原邊繞組輸入和16路副邊繞組輸出；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動車用驅(qū)動電源電路，其特征在于:所述16路輸出包括，反饋供電繞組、3路控制端電源、12路相互隔離的驅(qū)動電源、以及1路反饋電路電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動車用驅(qū)動電源電路，其特征在于:所述3路控制端電源分別為+15V繞組、-15V繞組、+5V繞組；所述12路相互隔離的驅(qū)動電源為+25V繞組。
【文檔編號】H02M3/335GK203522539SQ201320376419
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】殷天明, 王艷 申請人:殷天明, 王艷