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一种小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统

阅读：1020发布：2020-06-05

专利汇可以提供一种小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种小功率IGBT 感应加热设备的磁耦合驱动系统，所述系统包括：磁耦合变压器 T1、第一二极管 D1至第十二二极管D12、第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1至第四绝缘栅双极型晶体管IGBT4、栅极电阻 R1至栅极电阻R4、电容C2、电感L6；通过本实用新型中的系统即可实现简单且稳定可靠的驱动线路，并且此系统通过扩展磁耦合变压器的副边数量，即可轻松获得多数量的IGBT驱动，这样即可实现多只IGBT并联，扩大设备功率。，下面是一种小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统，其特征在于，所述系统包括：
磁耦合变压器T1、第一二极管D1至第十二二极管D12、第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1至第四绝缘栅双极型晶体管IGBT4、栅极电阻R1至栅极电阻R4、电容C2、电感L6；
磁耦合变压器T1由原边L1、副边L2、L3、L4、L5组成；L2的同名端与D1的负极、D2的正极均连接，D2的负极与D3的正极连接，D3的负极与R1的一端连接，R1的另一端与D1的正极、IGBT1的栅极连接；IGBT1的集电极与IGBT3的集电极连接，IGBT1的发射极与L2的反相端、电容C2的一端、IGBT2的集电极均连接；电容C2的另一端与电感L6的一端连接；L3的同名端与IGBT3的发射极、电感L6的另一端、IGBT4的集电极均连接，L3的反相端与D7的负极、D8的正极连接，D7的正极与R3的一端、IGBT3的栅极均连接；D8的负极与D9的正极连接，D9的负极与R3的另一端连接；L4的同名端与D10的负极、D11的正极均连接，D10的正极与R4的一端、IGBT4的栅极均连接，D11的负极与D12的正极连接，D12的负极与R4的另一端连接；L4的反相端与IGBT4的发射极、IGBT2的发射极、L5的同名端均连接；L5的反相端与D4的负极、D5的正极均连接，D4的正极与R2的一端、IGBT2的栅极均连接，D5的负极与D6的正极连接，D6的负极与R2的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统，其特征在于，副边L2、L3、L4、L5的匝数相同。
3.根据权利要求1所述的小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统，其特征在于，原边L1匝数与副边L2、L3、L4、L5的匝数均为12匝。
4.根据权利要求1所述的小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统，其特征在于，磁耦合变压器采用非晶材质。
5.根据权利要求1所述的小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统，其特征在于，第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1至第四绝缘栅双极型晶体管IGBT4的型号为FGW50N65WE。

说明书全文

一种小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统

技术领域

[0001] 本实用新型具体涉及IGBT高频感应加热设备串联谐振逆变系统，特别是涉及一小功率 IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统。

背景技术

[0002] 高频IGBT驱动线路通常采用专用驱动集成块或由分立元器件来做成有源驱动线路。采用专用驱动集成块这种线路，会需要独立驱动电源、IGBT侧的驱动波形与前端发出的波形会存在一定的延时，这也是专用驱动集成块工作频率做不高的原因，及成本高等问题。

[0003] 采用分立元器件做有源驱动这种线路，会需要独立驱动电源、IGBT侧的驱动波形前端发出的波形会存在一定的延时，线路复杂，所用元器件多，如果有一个元器件故障都不能正常工作。

[0004] 由于工业技术的飞跃发展，原有驱动方式不能完全满足高可靠低成本的要求。实用新型内容

[0005] 本实用新型提供了一种小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统，解决了现有中存在的问题，本系统满足高可靠低成本的要求。

[0006] 为实现上述实用新型目的，本申请提供了一种小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统，所述系统包括：

[0007] 磁耦合变压器T1、第一二极管D1至第十二二极管D12、第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1 至第四绝缘栅双极型晶体管IGBT4、栅极电阻R1至栅极电阻R4、电容C2、电感L6；

[0008] 磁耦合变压器T1由原边L1、副边L2、L3、L4、L5组成；L2的同名端与D1的负极、 D2的正极均连接，D2的负极与D3的正极连接，D3的负极与R1的一端连接，R1的另一端与D1的正极、IGBT1的栅极连接；IGBT1的集电极与IGBT3的集电极连接，IGBT1的发射极与L2的反相端、电容C2的一端、IGBT2的集电极均连接；电容C2的另一端与电感L6 的一端连接；L3的同名端与IGBT3的发射极、电感L6的另一端、IGBT4的集电极均连接， L3的反相端与D7的负极、D8的正极连接，D7的正极与R3的一端、IGBT3的栅极均连接； D8的负极与D9的正极连接，D9的负极与R3的另一端连接；L4的同名端与D10的负极、 D11的正极均连接，D10的正极与R4的一端、IGBT4的栅极均连接，D11的负极与D12的正极连接，D12的负极与R4的另一端连接；L4的反相端与IGBT4的发射极、IGBT2的发射极、L5的同名端均连接；L5的反相端与D4的负极、D5的正极均连接，D4的正极与R2的一端、IGBT2的栅极均连接，D5的负极与D6的正极连接，D6的负极与R2的另一端连接。

[0009] 优选的，副边L2、L3、L4、L5的匝数相同。

[0010] 优选的，原边L1匝数与副边L2、L3、L4、L5的匝数均为12匝。

[0011] 优选的，磁耦合变压器采用非晶材质。

[0012] 优选的，第一绝缘栅双极型晶体管IGBT1至第四绝缘栅双极型晶体管IGBT4的型号为 FGW50N65WE。

[0013] 本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

[0014] 通过本实用新型中的系统即可实现简单且稳定可靠的驱动线路，并且此系统通过扩展磁耦合变压器的副边数量，即可轻松获得多数量的IGBT驱动，这样即可实现多只IGBT并联，扩大设备功率。附图说明

[0015] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定；

[0016] 图1是本申请中小功率IGBT感应加热设备的磁耦合驱动系统的电路原理示意图。

具体实施方式

[0017] 为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0018] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

[0019] 请参考图1，本实用新型采用磁耦合变压器作驱动隔离及功率传输，其原理电路图1，这种电路的特点在于电路结构简单，所用元器件少，驱动后级无需独立驱动电源，磁耦合变压器的原边与副边波形延时小等特点。

[0020] 具体实施如下：

[0021] 磁耦合变压器T1由原边L1、副边L2、L3、L4、L5组成；磁耦合变压器原边与副边的匝比可以为1：1；

[0022] D2的负端与D3的正端连接，D3的负端与栅极电阻R1的一端连接，R1的另一端连接 IGBT1的栅极及连接D1的正端，D1的负端与D2的正端连接，并且连接磁耦合变压器副边L2的同名端，L2的另一端连接IGBT1的发射极；

[0023] D11的负端与D12的正端连接，D12的负端与栅极电阻R4的一端连接，R4的另一端连接IGBT4的栅极及连接D10的正端，D10的负端与D11的正端连接，并且连接磁耦合变压器副边L4的同名端，L4的另一端连接IGBT4的发射极；

[0024] D5的负端与D6的正端连接，D6的负端与栅极电阻R2的一端连接，R2的另一端连接 IGBT2的栅极及连接D4的正端，D4的负端与D5的正端连接，并且连接磁耦合变压器副边 L5的反相端，L5的同名端连接IGBT2的发射极；

[0025] D8的负端与D9的正端连接，D9的负端与栅极电阻R3的一端连接，R3的另一端连接 IGBT3的栅极及连接D7的正端，D7的负端与D8的正端连接，并且连接磁耦合变压器副边 L3的反相端，L3的同名端连接IGBT3的发射极；

[0026] IGBT1的发射极与IGBT2的集电极相连，及与电容C2的一端相连接，C2的另一端与电感L6一端相连接，L6另一端与IGBT3的发射极相连接及与IGBT4的集电极相连接。

[0027] 通过上述线路，即可实现在磁耦合变压器T1原边输入方波逆变信号，分别在IGBT1、 IGBT2、IGBT3、IGBT4上栅极端获得同频率且带死区的方波逆变信号，并且由于IGBT1和 IGBT4的发射极分别连接磁耦合变压器T1的L2、L4的反相端，即可获得IGBT1和IGBT4 同时开通和关断；由于IGBT2和IGBT3的发射极分别连接磁耦合变压器T1的L5、L3的同相端，即可获得IGBT2和IGBT3同时开通和关断，且与IGBT1和IGBT4开通和关断恰好相反。

[0028] 通过上述线路即可实现简单且稳定可靠的驱动线路，并且此线路通过扩展磁耦合变压器的副边数量，即可轻松获得多数量的IGBT驱动，这样即可实现多只IGBT并联，扩大设备功率。

[0029] 尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

[0030] 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

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