城市轨道交通用SiC驱动电路及辅助逆变器的制作方法

本发明涉及轨道交通，具体地，涉及一种城市轨道交通用sic驱动电路及辅助逆变器。

背景技术：

1、目前，城市轨道交通的辅助逆变器中，核心功率开关器件普遍采用的是硅基绝缘栅双极型晶体管（igbt）。随着碳化硅（sic）半导体工艺的日益成熟，sic mosfet相比传统的igbt展现出了更优秀的工作性能。因此，将sic mosfet引入地铁列车辅助逆变器中以替代传统igbt，已成为提升辅助供电系统性能的重要技术路径。

2、然而，当sic mosfet应用于地铁列车辅助供电系统时，其所需的驱动电路与传统igbt的驱动电路存在显著差异。现有针对辅助逆变器igbt设计的驱动电路在适配性上存在不足，难以满足sic mosfet在高频、高速开关等方面的可靠性和性能要求。因此，业内迫切需要开发一种专门针对城市轨道交通列车辅助逆变器应用场景的高性能、高可靠性sic驱动电路。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种城市轨道交通用sic驱动电路及辅助逆变器。

2、根据本发明提供的一种城市轨道交通用sic驱动电路，包括：

3、隔离供电电源模块，所述隔离供电电源模块用于为sic mosfet提供电气隔离的栅极驱动电压；

4、隔离驱动模块，所述隔离驱动模块用于将控制器输出信号隔离和功率放大，并驱动sic mosfet；

5、隔离反馈模块，所述隔离反馈模块用于监测sic mosfet的工作状态，并反馈给控制器。

6、优选地，所述隔离供电电源模块的输入端接受外部电源，其输出端提供四路相互隔离的次级电源；

7、所述四路次级电源包括用于为上sic mosfet提供驱动电源的第一隔离正电源、用于为上sic mosfet提供关断电源的第一隔离负电源、用于为下sic mosfet提供驱动电源的第二隔离正电源以及用于为下sic mosfet提供关断电源的第二隔离负电源。

8、优选地，所述隔离供电电源模块包括电源管理pwm芯片控制电路、推挽驱动电路和线性调压单元。

9、优选地，所述电源管理pwm芯片控制电路采用芯片uc1524a输出互补的pwm信号；

10、所述推挽驱动电路包括两个n型mos管和隔离变压器，所述两个n型mos管的栅极接收所述pwm信号，漏极分别连接所述隔离变压器的第一脚和第三脚。

11、优选地，所述隔离变压器的副边绕组各自连接全桥整流电路和rc滤波电路后，接入线性稳压器；

12、所述线性稳压器输出所述相互隔离的次级电源。

13、优选地，所述隔离驱动模块分为上sic驱动单元和下sic驱动单元；

14、所述上sic驱动单元和下sic驱动单元的输入端分别接收控制器的pwm信号，经光耦隔离后输出至栅极驱动器，分别得到适合上、下sic mosfet开通和关断的信号。

15、优选地，所述隔离驱动模块包括光耦、反相驱动器和栅极驱动器；

16、所述光耦接受控制器的信号并将信号输出至反相驱动器的输入端，所述反相驱动器的输出端连接栅极驱动器的输入端，所述栅极驱动器的输出端连接sic mosfet。

17、优选地，所述反相驱动器包括串联的第一反相器、第二反相器和第三反相器；

18、所述栅极驱动器具有用于连接所述隔离反馈模块输入端的故障状态管脚和就绪管脚。

19、优选地，所述隔离反馈模块分为上sic反馈单元和下sic反馈单元；

20、所述上、下sic反馈单元的输入端分别用于采集上、下sic mosfet栅极驱动器的故障状态，所述故障状态的信号经反馈光耦隔离后输出至控制器；

21、所述隔离反馈模块包括驱动芯片、定时芯片和光耦；

22、所述驱动芯片接收栅极驱动器的状态信号并连接至所述定时芯片，所述定时芯片构成的定时计数模块在sic工作状态正常时，将其输出信号通过光耦输出至控制器。

23、根据本发明提供的一种城市轨道交通辅助逆变器，包括所述的城市轨道交通用sic驱动电路。

24、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

25、1、本发明将三相逆变器中每一相上下两个sic mosfet的驱动电路集成为一个模块，显著减少了逆变器主控板与功率模块之间的物理连接数量，从而有效提高了整个驱动系统的集成度。

26、2、本发明中每个sic mosfet都拥有完全独立的隔离电源、光耦隔离电路、栅极驱动器和反馈光耦，实现了电气上的完全隔离。这满足了sic mosfet高频、高速开关带来的特殊要求，为其提供了稳定的栅极驱动电压。

27、3、本发明集成的光耦反馈电路能够实时监测栅极驱动器产生的过流、欠压等故障信号，监测到的sic mosfet工作状态及故障信号可通过光电隔离的方式快速传输上报至控制器，供控制器执行保护动作，反馈回路设计简单且响应迅速。

1.一种城市轨道交通用sic驱动电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的城市轨道交通用sic驱动电路，其特征在于：所述隔离供电电源模块的输入端接受外部电源，其输出端提供四路相互隔离的次级电源；

3.根据权利要求2所述的城市轨道交通用sic驱动电路，其特征在于：所述隔离供电电源模块包括电源管理pwm芯片控制电路、推挽驱动电路和线性调压单元。

4.根据权利要求3所述的城市轨道交通用sic驱动电路，其特征在于：所述电源管理pwm芯片控制电路采用芯片uc1524a输出互补的pwm信号；

5.根据权利要求4所述的城市轨道交通用sic驱动电路，其特征在于：所述隔离变压器的副边绕组各自连接全桥整流电路和rc滤波电路后，接入线性稳压器；

6.根据权利要求1所述的城市轨道交通用sic驱动电路，其特征在于：所述隔离驱动模块分为上sic驱动单元和下sic驱动单元；

7.根据权利要求6所述的城市轨道交通用sic驱动电路，其特征在于：所述隔离驱动模块包括光耦、反相驱动器和栅极驱动器；

8.根据权利要求7所述的城市轨道交通用sic驱动电路，其特征在于：所述反相驱动器包括串联的第一反相器、第二反相器和第三反相器；

9.根据权利要求1所述的城市轨道交通用sic驱动电路，其特征在于：所述隔离反馈模块分为上sic反馈单元和下sic反馈单元；

10.一种城市轨道交通辅助逆变器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一所述的城市轨道交通用sic驱动电路。