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原文传递基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置

专利名称：	基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置
摘要：	本发明公开了一种基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，用于控制动力电池的预充电支路的通断，它包括低压辅助电源、微控制器、低压控制电路、隔离开关电源、门极驱动电路和IGBT模块；其中，所述IGBT模块连接在预充电支路中；所述低压辅助电源通过低压控制电路与所述隔离开关电源相连，适于向所述隔离开关电源提供低压电源；所述微控制器与所述低压控制电路相连，适于控制所述低压控制电路通断；所述隔离开关电源与所述门极驱动电路相连；所述门极驱动电路与所述IGBT模块相连。本发明使用IGBT模块作为执行开关，既能增强预充电开关动作的实时性，也降低了对微控制器驱动能力的要求，并具有良好的电磁兼容特性，还具有小型化和低成本化等开发优势。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	常州索维尔电子科技有限公司
发明人：	付瑜;阳威;杨锡旺
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910821215.2
公开号：	CN110406381A
代理机构：	常州兴瑞专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	谈敏
分类号：	B60L3/00(2019.01);B;B60;B60L;B60L3
申请人地址：	213300 江苏省常州市溧阳市昆仑街道码头西街618号19幢
主权项：	1.一种基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，用于控制动力电池的预充电支路的通断，其特征在于，它包括低压辅助电源、微控制器、低压控制电路、隔离开关电源、门极驱动电路和IGBT模块；其中，所述IGBT模块连接在预充电支路中；所述低压辅助电源通过低压控制电路与所述隔离开关电源相连，适于向所述隔离开关电源提供低压电源；所述微控制器与所述低压控制电路相连，适于控制所述低压控制电路通断；所述隔离开关电源与所述门极驱动电路相连，适于将低压电源转换为高压电源以向门极驱动电路供电；所述门极驱动电路与所述IGBT模块相连，适于将高压电源转换为驱动信号以驱动IGBT模块导通以使得预充电支路处于导通状态。 2.根据权利要求1所述的基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，其特征在于，所述微控制器基于其输出的数字电平信号控制低压控制电路通断。 3.根据权利要求2所述的基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，其特征在于，所述低压控制电路包括： MOS管Q1，连接在低压辅助电源和隔离开关电源之间，适于将低压辅助电源输出的低压电源输送至隔离开关元件；三极管Q2，连接在微控制器和MOS管Q1之间，适于将微控制器输出的控制信号进行电流放大且信号反相转换以控制MOS管Q1的闭合或关断。 4.根据权利要求3所述的基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，其特征在于，所述MOS管Q1为增强型P沟道MOS管Q1，其源极s连接于低压辅助电源正端，其漏极d连接于隔离电源开关输入端，所述低压辅助电源负端连接于电源地GND；所述三极管Q2为NPN型三极管Q2，其基极b通过电阻R3连接于微控制器的控制信号输出端，其集电极c通过电阻R2与所述MOS管Q1的栅极g相连，其发射极e连接于电源地GND。 5.根据权利要求4所述的基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，其特征在于，所述低压控制电路还包括电阻R1和二极管D1，电阻R1和二极管D1分别并联在MOS管Q1的栅极g和源极s之间，其中，所述齐纳二级管D1的阳极与MOS管的栅极g相连，所述齐纳二级管D1的阴极与MOS管的源极s相连；和/或所述低压控制电路还包括连接于三极管Q2的基极b和发射极e之间的电阻R4。 6.根据权利要求1所述的基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，其特征在于，所述隔离开关电源包括：隔离变压器T1；变压器驱动器U1，其供电端U分别连接于低压控制电路输出端和隔离变压器T1原边侧中端，其信号端P连接于隔离变压器T1原边侧上端，其信号端N连接于隔离变压器T1原边侧下端；全桥电路，所述全桥电路为由二极管D2和二级管D4组成的串联电路与由二极管D3和二极管D5组成的串联电路并联而成，二级管D2和二极管D4的连接点与隔离变压器T1副边侧上端相连，二极管D3和二极管D5的连接点与隔离变压器T1副边侧下端相连，二极管D3与二级管D5的阳极并联端作为隔离开关电源输出的隔离地ISO_GND，二级管D4和二极管D5的阴极并联端作为隔离开关电源输出的电源端。 7.根据权利要求6所述的基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，其特征在于，隔离开关电源输出的电源端和隔离开关输出的隔离地ISO_GND之间并联有电容C3。 8.根据权利要求6所述的基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，其特征在于，所述门极驱动电路包括PNP型三极管Q3、TVS管D6、电阻R5、电阻R6和电阻R7，所述IGBT模块包括IGBT晶体管；其中，所述PNP型三极管Q3的发射极e连接于隔离开关电源输出的电源端，PNP型三极管Q3的基极b连接于TVS管D6的阴极，所述TVS管D6的阳极与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端连接于隔离开关电源输出的隔离地ISO_GND，所述PNP型三级管Q3的集电极c通过电阻R6连接于IGBT晶体管的栅极G，所述电阻R7并联在IGBT晶体管的栅极G和发射极E之间以作为泄流电阻。 9.根据权利要求8所述的基于IGBT模块的动力电池预充电开关装置，其特征在于，所述预充电支路包括动力电池和电动机负载，所述动力电池正端与所述IGBT晶体管的集电极C相连，所述电动机负载正端通过预充电阻与所述IGBT晶体管的发射极E相连。
所属类别：	发明专利