CN103929104B - 无外加驱动电源的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无外加驱动电源的驱动电路，所述上桥臂驱动电路通过工作电源给电容E1或电容E2充电、再由电容E1或电容E2经分压电路放电产生导通第一或第二电压驱动型器件所需的驱动电压；所述下桥臂驱动电路通过工作电源和分压电路形成的回路产生导通第三或第四电压驱动型器件所需的驱动电压。无论所述工作电源的输出电压的高低，通过调节分压电路中分压电阻的大小，均可产生导通对应的电压驱动型器件所需的驱动电压，因此当H桥驱动电路工作在高压情况下时，无需增设低压电源或者降压单元，使得所述一种无外加驱动电源的驱动电路的成本低且高低压均适用。

Description

无外加驱动电源的驱动电路

技术领域

本发明涉及H桥驱动电路技术，具体地说是一种无外加驱动电源的驱动电路。

背景技术

图1所示即为传统所采用的H桥驱动电路，图中Q1、Q2、Q3、Q4为四只绝缘栅双极晶体管（IGBT），15V1、15V2、15V3表示三个外加驱动电源。当电路驱动受控机构分闸时，15V1、15V3分别作为Q1、Q3的驱动电源用于打开Q1、Q3，这样工作电源与受控机构通过Q1、Q3形成回路。同理，当电路驱动受控机构合闸时，15V2、15V3分别作为Q2、Q4的驱动电源用于打开Q2、Q4，这样工作电源与受控机构通过Q2、Q4形成回路。通常所采用的H桥驱动电路，需要加15V1、15V2、15V3三个外加驱动电源，这不仅添加了额外的成本，而且当外加驱动电源的输出电压不稳定时，极易发生IGBT的损坏。

中国专利文献CN102522933A公开了一种直流电机驱动电路，该申请包括：H桥驱动电路、稳压电路、PWM驱动电路，其中稳压电路产生导通MOS管所需的驱动电压，所述稳压电路包括负压稳压电路和正压稳压电路，所述负压稳压电路用于产生上桥臂MOS管导通所需的驱动电压，一般采用LM79XX系列线性稳压芯片；所述正压稳压电路用于产生下桥臂MOS管导通所需的驱动电压，一般采用LM7815(A6)。上述专利文献公开的一种直流电机驱动电路中所述H桥驱动电路工作在低压（28Ｖ）情况下，LM79XX系列线性稳压芯片和LM7815(A6)的输入端直接与H桥驱动电路低压工作电源相连，LM79XX系列线性稳压芯片和LM7815(A6)的输出端产生导通MOS管所需的稳定的驱动电压。实现了无外加驱动电源和保持驱动电压稳定。

由于LM79XX系列芯片和LM7815(A6)芯片的输入电压不能过高，所以上述专利文献公开的一种直流电机驱动电路中，通过稳压电路产生导通MOS管所需的驱动电压仅仅适用于工作在低压（28Ｖ）状况下的H桥驱动电路，当H桥驱动电路工作在高压的状况下，要么通过专门的低压电源要么通过降压单元将所述H桥驱动电路的工作电源降压后输入LM79XX系列线性稳压芯片和LM7815(A6)的输入端，使得上述专利文献公开的H桥驱动电路工作在高压状况下时必须附加增设低压电源或者降压单元，直接导致上述专利公开的技术方案使用成本高，通用性差。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于上述专利文献通过用稳压电路产生导通MOS管所需的驱动电压，使得上述H桥驱动电路工作在高压状况下时必须增设低压电源或者降压单元，直接导致上述专利文献公开的技术方案使用成本高和通用性差，从而提出使用成本低且高低压均适用的一种无外加驱动电源的驱动电路。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种无外加驱动电源的驱动电路，包括：

工作电源，包括正极和负极；

H桥驱动电路，包括第一电压驱动型器件、第二电压驱动型器件、第三电压驱动型器件、第四电压驱动型器件和受控机构，其中，第一电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第一上桥臂，第二电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第二上桥臂，第三电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第一下桥臂，第四电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第二下桥臂，所述受控机构位于H桥的横桥上；所述第一电压驱动型器件的电流流入端和所述第二电压驱动型器件的电流流入端相连且它们的连接点与工作电源的正极相连；所述第三电压驱动型器件的电流流出端和所述第四电压驱动型器件的电流流出端相连且它们的连接点与工作电源的负极相连；所述第一电压驱动型器件的电流流出端与所述第三电压驱动型器件的电流流入端相连且它们的连接点与所述受控机构的一端相连；所述第二电压驱动型器件的电流流出端与所述第四电压驱动型器件的电流流入端相连且它们的连接点与所述受控机构的另一端相连；

第一上桥臂驱动电路和第二上桥臂驱动电路，每个所述上桥臂驱动电路均包括一个输入端、一个输出端和一个控制端；每个所述上桥臂驱动电路的输入端均与所述工作电源的正极相连；每个所述上桥臂驱动电路的控制端均与控制电路相连；第一上桥臂驱动电路的输出端与所述第一电压驱动型器件的控制端相连，第二上桥臂驱动电路的输出端与所述第二电压驱动型器件的控制端相连；

第一下桥臂驱动电路和第二下桥臂驱动电路，每个所述下桥臂驱动电路均包括一个输入端、一个输出端和一个控制端；每个所述下桥臂驱动电路的输入端均与所述工作电源的正极相连；每个所述下桥臂驱动电路的控制端均与控制电路相连；第一下桥臂驱动电路的输出端与所述第三电压驱动型器件的控制端相连，第二下桥臂驱动电路的输出端与所述第四电压驱动型器件的控制端相连；

所述第一上桥臂驱动电路包括：二极管D1、电容E1、电阻R7、电阻R1、电阻R5和第一受控开关，所述二极管D1的阳极作为所述第一上桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D1的阴极与所述电容E1的一端相连，所述电容E1的另一端与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与所述工作电源的负极相连；所述二极管D1的阴极和所述电容E1的一端相连的连接点与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述第一受控开关的一端相连，所述第一受控开关的另一端与所述电阻R5的一端相连且它们的连接点作为所述第一上桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R5的另一端与所述第一电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第一受控开关的控制端作为所述第一上桥臂驱动电路的控制端；

所述第二上桥臂驱动电路包括：二极管D2、电容E2、电阻R8、电阻R2、电阻R6和第二受控开关，所述二极管D2的阳极作为所述第二上桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D2的阴极与所述电容E2的一端相连，所述电容E2的另一端与所述电阻R8的一端相连，所述电阻R8的另一端与所述工作电源的负极相连；所述二极管D2的阴极和所述电容E2的一端相连的连接点与所述电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与所述第二受控开关的一端相连，所述第二受控开关的另一端与所述电阻R6的一端相连且它们的连接点作为所述第二上桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R6的另一端与所述第二电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第二受控开关的控制端作为所述第二上桥臂驱动电路的控制端；

所述第一下桥臂驱动电路包括：二极管D3、电阻R9、电阻R11和第三受控开关，所述二极管D3的阳极作为所述第一下桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D3的阴极与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端与所述第三受控开关的一端相连，所述第三受控开关的另一端与所述电阻R11的一端相连且它们的连接点作为所述第一下桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R11的另一端与所述第三电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第三受控开关的控制端作为所述第一下桥臂驱动电路的控制端；

所述第二下桥臂驱动电路包括：二极管D4、电阻R10、电阻R12和第四受控开关，所述二极管D4的阳极作为所述第二下桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D4的阴极与所述电阻R10的一端相连，所述电阻R10的另一端与所述第四受控开关的一端相连，所述第四受控开关的另一端与所述电阻R12的一端相连且它们的连接点作为所述第二下桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R12的另一端与所述第四电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第四受控开关的控制端作为所述第二下桥臂驱动电路的控制端。

所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，所述工作电源包括：极性电容C和充电电源，所述充电电源的正极与所述极性电容C的正极相连，所述充电电源的负极与所述极性电容C的负极相连；所述极性电容C的正极作为所述工作电源的正极；所述极性电容C的负极作为所述工作电源的负极。

所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，所述电压驱动型器件为N型IGBT，各个所述IGBT的集电极构成对应的电压驱动型器件的电流流入端，各个所述IGBT的发射极构成对应的电压驱动型器件的电流流出端，各个所述IGBT的栅极构成对应的电压驱动型器件的控制端。

所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，所述受控开关为光电耦合器，各个所述光电耦合器中光敏晶体管的集电极构成对应的受控开关的一端，各个所述光电耦合器中光敏晶体管的发射极构成对应的受控开关的另一端，各个所述光电耦合器中发光二极管构成对应的受控开关的控制端。

所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，还包括过流检测电路，所述过流检测电路包括一个输入端和一个输出端；所述过流检测电路的输入端与所述第三电压驱动型器件和所述第四电压驱动型器件的电流流出端相连，用于采集通过所述第三电压驱动型器件和所述第四电压驱动型器件的电流；所述过流检测电路的输出端与控制电路相连，用于将采集到的电流输出给控制电路；所述控制电路接收所述电流并在所述电流超过预定值时停止输出驱动信号。

所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，所述过流检测电路包括采样电阻R13、芯片ACPL-C790、电阻R14、电阻R16、稳压二极管D5、直流3.3V电源，所述采样电阻R13的一端与所述电阻R16的一端相连且它们的连接点作为所述过流检测电路的输入端；所述电阻R16的另一端与所述芯片ACPL-C790的引脚2相连；所述采样电阻R13的另一端与所述极性电容C的负极相连；所述电阻R14的一端与所述极性电容C的正极相连，所述电阻R14的另一端与所述芯片ACPL-C790的引脚1相连并与所述稳压二极管D5的阴极相连，所述稳压二极管D5的阳极与所述极性电容C的负极相连；所述芯片ACPL-C790的引脚3与引脚4与所述极性电容C的负极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚8与所述直流3.3V电源的正极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚5和引脚6与所述直流3.3V电源的负极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚7作为所述过流检测电路的输出端。

所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，还包括四个瞬态抑制二极管，每个所述瞬态抑制二极管的一端与一个所述电压驱动型器件的控制端相连，每个所述瞬态抑制二极管的另一端与对应的电压驱动型器件的电流流出端相连。

所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，还包括串联后并联在所述受控机构两端的两个电容。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的一种无外加驱动电源的驱动电路，所述第一上桥臂驱动电路通过工作电源、二极管D1、电容E1和电阻R7形成电容E1的充电回路，当第一受控开关闭合时，所述电容E1、电阻R1、第一受控开关和电阻R5形成电容E1的放电回路产生导通第一电压驱动型器件所需的驱动电压；同理，所述第二上桥臂驱动电路通过工作电源、二极管D2、电容E2和电阻R8形成电容E2的充电回路，当第二受控开关闭合时，所述电容E2、电阻R2、第二受控开关和电阻R6形成电容E2的放电回路产生导通第二电压驱动型器件所需的驱动电压。所述第一下桥臂驱动电路中当第三受控开关闭合时，所述工作电源与二极管D3、电阻R9、第三受控开关和电阻R11形成的回路产生导通第三电压驱动型器件所需的驱动电压；同理，所述第二下桥臂驱动电路中当第四受控开关闭合时，所述工作电源与二极管D4、电阻R10、第四受控开关和电阻R12形成的回路产生导通第四电压驱动型器件所需的驱动电压。无论所述工作电源的输出电压的高低，通过调节电阻R1、电阻R2、电阻R9和电阻R10的大小，均可产生导通对应的电压驱动型器件所需的驱动电压，因此当H桥驱动电路工作在高压情况下时，无需增设低压电源或者降压单元，使得所述一种无外加驱动电源的驱动电路的成本低且高低压均适用。

2.本发明提供的一种无外加驱动电源的驱动电路，工作电源包括：极性电容C和充电电源。选用极性电容C可以保证工作电源的输出电压稳定，且极性电容储能大，特别适用于H桥驱动电路工作在高压的状况。

3.本发明提供的一种无外加驱动电源的驱动电路，所述电压驱动型器件均为N型IGBT，电压驱动型器件中IGBT的通流能力更强，同时，N型IGBT的价格比P型IGBT的价格便宜，且N型IGBT的控制比P型IGBT的控制方便，所以所述电压驱动型器件均选用N型IGBT。

4.本发明提供的一种无外加驱动电源的驱动电路，所述受控开关均为光电耦合器，通常情况下控制电路中的元器件只能承受较小的电压与电流，而H桥驱动电路中的电压与电流较大，通过选用光电耦合器不仅可以接受控制电路的控制信号，并且将控制电路与H桥驱动电路进行电气隔离，保证了控制电路中元器件的安全。

5.本发明提供的一种无外加驱动电源的驱动电路，还包括过流检测电路，所述过流检测电路用于采集通过所述第三电压驱动型器件和所述第四电压驱动型器件的电流，并将采集到的电流输出给控制电路；所述控制电路接收所述电流并在所述电流超过预定值时停止输出驱动信号。能及时关断所述电压驱动型器件，避免了所述电压驱动型器件的损坏。

6.本发明提供的一种无外加驱动电源的驱动电路，所述过流检测电路包括采样电阻R13、芯片ACPL-C790、电阻R14、电阻R16、稳压二极管D5、直流3.3V电源。通过设置采样电阻R13将所述过流检测电路的输入端的电流转变为电压，更方便检测；使用芯片ACPL-C790不仅可以传递所述电压至所述控制电路，同时将H桥驱动电路与控制电路进行电气隔离，有效的保护控制电路中的元器件。

7.本发明提供的一种无外加驱动电源的驱动电路，还包括四个瞬态抑制二极管，每个所述瞬态抑制二极管的一端与一个所述电压驱动型器件的控制端相连，每个所述瞬态抑制二极管的另一端与对应的电压驱动型器件的电流流出端相连。当控制电路发出导通信号的瞬间，可能会产生高脉冲，电压驱动型器件容易被高脉冲击穿，设置所述瞬态抑制二极管，在出现高脉冲的情况下，短接电压驱动型器件的控制极与电流流出端，使所述电压驱动型器件关断，避免所述电压驱动型器件损坏。

8.本发明提供的一种无外加驱动电源的驱动电路，还包括串联后并联在所述受控机构两端的两个电容。在雷击引起过电压的情况下，保护人身安全。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是传统的H桥驱动电路的电路结构图；

图2是本发明一个实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路的电路结构图；

图3是本发明一个实施例的包含过流检测电路的一种无外加驱动电源的驱动电路的电路结构图；

图4是本发明一个实施例的包含瞬态抑制二极管的一种无外加驱动电源的驱动电路的电路结构图；

图5是本发明一个实施例的包含雷击保护电路的一种无外加驱动电源的驱动电路的电路结构图。

具体实施方式

实施例1

作为本发明一个实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路，包括：

工作电源，包括正极和负极。

H桥驱动电路，包括第一电压驱动型器件、第二电压驱动型器件、第三电压驱动型器件、第四电压驱动型器件和受控机构，其中，第一电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第一上桥臂，第二电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第二上桥臂，第三电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第一下桥臂，第四电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第二下桥臂，所述受控机构位于H桥的横桥上；所述第一电压驱动型器件的电流流入端和所述第二电压驱动型器件的电流流入端相连且它们的连接点与工作电源的正极相连；所述第三电压驱动型器件的电流流出端和所述第四电压驱动型器件的电流流出端相连且它们的连接点与工作电源的负极相连；所述第一电压驱动型器件的电流流出端与所述第三电压驱动型器件的电流流入端相连且它们的连接点与所述受控机构的一端相连；所述第二电压驱动型器件的电流流出端与所述第四电压驱动型器件的电流流入端相连且它们的连接点与所述受控机构的另一端相连。

第一上桥臂驱动电路和第二上桥臂驱动电路，每个所述上桥臂驱动电路均包括一个输入端、一个输出端和一个控制端；每个所述上桥臂驱动电路的输入端均与所述工作电源的正极相连；每个所述上桥臂驱动电路的控制端均与控制电路相连；第一上桥臂驱动电路的输出端与所述第一电压驱动型器件的控制端相连，第二上桥臂驱动电路的输出端与所述第二电压驱动型器件的控制端相连。

第一下桥臂驱动电路和第二下桥臂驱动电路，每个所述下桥臂驱动电路均包括一个输入端、一个输出端和一个控制端；每个所述下桥臂驱动电路的输入端均与所述工作电源的正极相连；每个所述下桥臂驱动电路的控制端均与控制电路相连；第一下桥臂驱动电路的输出端与所述第三电压驱动型器件的控制端相连，第二下桥臂驱动电路的输出端与所述第四电压驱动型器件的控制端相连。

所述第一上桥臂驱动电路包括：二极管D1、电容E1、电阻R7、电阻R1、电阻R5和第一受控开关，所述二极管D1的阳极作为所述第一上桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D1的阴极与所述电容E1的一端相连，所述电容E1的另一端与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与所述工作电源的负极相连；所述二极管D1的阴极和所述电容E1的一端相连的连接点与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述第一受控开关的一端相连，所述第一受控开关的另一端与所述电阻R5的一端相连且它们的连接点作为所述第一上桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R5的另一端与所述第一电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第一受控开关的控制端作为所述第一上桥臂驱动电路的控制端。

所述第二上桥臂驱动电路包括：二极管D2、电容E2、电阻R8、电阻R2、电阻R6和第二受控开关，所述二极管D2的阳极作为所述第二上桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D2的阴极与所述电容E2的一端相连，所述电容E2的另一端与所述电阻R8的一端相连，所述电阻R8的另一端与所述工作电源的负极相连；所述二极管D2的阴极和所述电容E2的一端相连的连接点与所述电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与所述第二受控开关的一端相连，所述第二受控开关的另一端与所述电阻R6的一端相连且它们的连接点作为所述第二上桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R6的另一端与所述第二电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第二受控开关的控制端作为所述第二上桥臂驱动电路的控制端。

所述第一下桥臂驱动电路包括：二极管D3、电阻R9、电阻R11和第三受控开关，所述二极管D3的阳极作为所述第一下桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D3的阴极与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端与所述第三受控开关的一端相连，所述第三受控开关的另一端与所述电阻R11的一端相连且它们的连接点作为所述第一下桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R11的另一端与所述第三电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第三受控开关的控制端作为所述第一下桥臂驱动电路的控制端。

所述第二下桥臂驱动电路包括：二极管D4、电阻R10、电阻R12和第四受控开关，所述二极管D4的阳极作为所述第二下桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D4的阴极与所述电阻R10的一端相连，所述电阻R10的另一端与所述第四受控开关的一端相连，所述第四受控开关的另一端与所述电阻R12的一端相连且它们的连接点作为所述第二下桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R12的另一端与所述第四电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第四受控开关的控制端作为所述第二下桥臂驱动电路的控制端。

本实施例中，所述电压驱动型器件均有三个端子，其中二个端子是联结在主电路中的流通主电路电流的端子，第三端被称为控制端，比如电力MOSFET和IGBT的栅极。电压驱动型器件的导通或者关断是通过在其控制端和一个主电路端子之间施加一定的信号来控制的，这个主电路端子是驱动电路和主电路的公共端，一般是主电路电流流出电压驱动型器件的那个端子，比如电力MOSFET的源极和IGBT的发射极，另一个主电路端子则是主电路电流流入电压驱动型器件的那个端子，比如电力MOSFET的漏极和IGBT的集电极。

本发明提供的一种无外加驱动电源的驱动电路，所述第一上桥臂驱动电路通过工作电源、二极管D1、电容E1和电阻R7形成电容E1的充电回路，当第一受控开关闭合时，所述电容E1、电阻R1、第一受控开关和电阻R5形成电容E1的放电回路产生导通第一电压驱动型器件所需的驱动电压；同理，所述第二上桥臂驱动电路通过工作电源、二极管D2、电容E2和电阻R8形成电容E2的充电回路，当第二受控开关闭合时，所述电容E2、电阻R2、第二受控开关和电阻R6形成电容E2的放电回路产生导通第二电压驱动型器件所需的驱动电压。所述第一下桥臂驱动电路中当第三受控开关闭合时，所述工作电源与二极管D3、电阻R9、第三受控开关和电阻R11形成的回路产生导通第三电压驱动型器件所需的驱动电压；同理，所述第二下桥臂驱动电路中当第四受控开关闭合时，所述工作电源与二极管D4、电阻R10、第四受控开关和电阻R12形成的回路产生导通第四电压驱动型器件所需的驱动电压。无论所述工作电源的输出电压的高低，通过调节电阻R1、电阻R2、电阻R9和电阻R10的大小，均可产生导通对应的电压驱动型器件所需的驱动电压，因此当H桥驱动电路工作在高压情况下时，无需增设低压电源或者降压单元，使得所述一种无外加驱动电源的驱动电路的成本低且高低压均适用。

实施例2

作为本发明一个实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路，在上述实施例1的基础上，所述工作电源包括：极性电容C和充电电源，所述充电电源的正极与所述极性电容C的正极相连，所述充电电源的负极与所述极性电容C的负极相连；所述极性电容C的正极作为所述工作电源的正极；所述极性电容C的负极作为所述工作电源的负极。

本实施例中的一种无外加驱动电源的驱动电路，选用极性电容C可以保证工作电源的输出电压稳定，且极性电容储能大，特别适用于H桥驱动电路工作在高压的状况。

实施例3

作为本发明一个实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路，在上述实施例1或2的基础上，所述电压驱动型器件为N型IGBT，各个所述IGBT的集电极构成对应的电压驱动型器件的电流流入端，各个所述IGBT的发射极构成对应的电压驱动型器件的电流流出端，各个所述IGBT的栅极构成对应的电压驱动型器件的控制端。

本实施例中的一种无外加驱动电源的驱动电路，电压驱动型器件中IGBT的通流能力更强，同时，N型IGBT的价格比P型IGBT的价格便宜，且N型IGBT的控制比P型IGBT的控制方便，所以所述电压驱动型器件均选用N型IGBT。

实施例4

作为本发明一个实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路，在上述1-3任一实施例的基础上，所述受控开关为光电耦合器，各个所述光电耦合器中光敏晶体管的集电极构成对应的受控开关的一端，各个所述光电耦合器中光敏晶体管的发射极构成对应的受控开关的另一端，各个所述光电耦合器中发光二极管构成对应的受控开关的控制端。

本实施例中的一种无外加驱动电源的驱动电路，通常情况下控制电路中的元器件只能承受较小的电压与电流，而H桥驱动电路中的电压与电流较大，通过选用光电耦合器不仅可以接受控制电路的控制信号，并且将控制电路与H桥驱动电路进行电气隔离，保证了控制电路中元器件的安全。

作为一种具体实现方式，参见图2所示，所述电容E1和所述电容E2均为极性电容；所述第一电压驱动型器件为N型IGBTQ1、第二电压驱动型器件为N型IGBTQ2、第三电压驱动型器件为N型IGBTQ3、第四电压驱动型器件为N型IGBTQ4；所述第一受控开关为光电耦合器01、所述第二受控开关为光电耦合器02、所述第三受控开关为光电耦合器03、所述第四受控开关为光电耦合器04。

作为其他实现方式，所述电容E1和电容E2均可选用非极性的一般电容，所述电压驱动型器件可以选用电力MOSEFT，所述光电耦合器可以为其他能接收控制信号且具有电气隔离功能的器件，均能实现本发明的目的，属于本发明的保护范围。

实施例5

作为本发明一个实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路，在上述1-4任一实施例的基础上，还包括过流检测电路，所述过流检测电路包括一个输入端和一个输出端；所述过流检测电路的输入端与所述第三电压驱动型器件和所述第四电压驱动型器件的电流流出端相连，用于采集通过所述第三电压驱动型器件和所述第四电压驱动型器件的电流；所述过流检测电路的输出端与控制电路相连，用于将采集到的电流输出给控制电路；所述控制电路接收所述电流并在所述电流超过预定值时停止输出驱动信号。能及时关断所述电压驱动型器件，避免了所述电压驱动型器件的损坏。

实施例6

参见图3所示，作为本发明一个实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路，在上述实施例5的基础上，所述过流检测电路包括采样电阻R13、芯片ACPL-C790、电阻R14、电阻R16、稳压二极管D5、直流3.3V电源，所述采样电阻R13的一端与所述电阻R16的一端相连且它们的连接点作为所述过流检测电路的输入端；所述电阻R16的另一端与所述芯片ACPL-C790的引脚2相连，所述采样电阻R13的另一端与所述极性电容C的负极相连，所述电阻R14的一端与所述极性电容C的正极相连，所述电阻R14的另一端与所述芯片ACPL-C790的引脚1相连并与所述稳压二极管D5的阴极相连，所述稳压二极管D5的阳极与所述极性电容C的负极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚3与引脚4与所述极性电容C的负极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚8与所述直流3.3V电源的正极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚5和引脚6与所述直流3.3V电源的负极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚7作为所述过流检测电路的输出端。

本实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路，通过设置采样电阻R13将所述过流检测电路的输入端的电流转变为电压，更方便检测；使用芯片ACPL-C790不仅可以传递所述电压至所述控制电路，同时将H桥驱动电路与控制电路进行电气隔离，有效的保护控制电路中的元器件。

实施例7

参见图4所示，作为本发明一个实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路，在上述1-6任一实施例的基础上，还包括四个瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3、TVS4，每个所述瞬态抑制二极管的一端与一个所述电压驱动型器件的控制端相连，每个所述瞬态抑制二极管的另一端与对应的电压驱动型器件的电流流出端相连。

本实施例中的一种无外加驱动电源的驱动电路，当控制电路发出导通信号的瞬间，可能会产生高脉冲，电压驱动型器件容易被高脉冲击穿，设置所述瞬态抑制二极管，在出现高脉冲的情况下，短接电压驱动型器件的控制极与电流流出端，使所述电压驱动型器件关断，避免所述电压驱动型器件损坏。

实施例8

参见图5所示，作为本发明一个实施例的一种无外加驱动电源的驱动电路，在上述1-7任一实施例的基础上，还包括串联后并联在所述受控机构两端的第一电容C1和第二电容C2。在雷击引起过电压的情况下，保护人身安全。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种无外加驱动电源的驱动电路，其特征在于，包括：

工作电源，包括正极和负极；

H桥驱动电路，包括第一电压驱动型器件、第二电压驱动型器件、第三电压驱动型器件、第四电压驱动型器件和受控机构，其中，第一电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第一上桥臂，第二电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第二上桥臂，第三电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第一下桥臂，第四电压驱动型器件组成H桥驱动电路的第二下桥臂，所述受控机构位于H桥的横桥上；所述第一电压驱动型器件的电流流入端和所述第二电压驱动型器件的电流流入端相连且它们的连接点与工作电源的正极相连；所述第三电压驱动型器件的电流流出端和所述第四电压驱动型器件的电流流出端相连且它们的连接点与工作电源的负极相连；所述第一电压驱动型器件的电流流出端与所述第三电压驱动型器件的电流流入端相连且它们的连接点与所述受控机构的一端相连；所述第二电压驱动型器件的电流流出端与所述第四电压驱动型器件的电流流入端相连且它们的连接点与所述受控机构的另一端相连；

第一上桥臂驱动电路和第二上桥臂驱动电路，每个所述上桥臂驱动电路均包括一个输入端、一个输出端和一个控制端；每个所述上桥臂驱动电路的输入端均与所述工作电源的正极相连；每个所述上桥臂驱动电路的控制端均与控制电路相连；第一上桥臂驱动电路的输出端与所述第一电压驱动型器件的控制端相连，第二上桥臂驱动电路的输出端与所述第二电压驱动型器件的控制端相连；

第一下桥臂驱动电路和第二下桥臂驱动电路，每个所述下桥臂驱动电路均包括一个输入端、一个输出端和一个控制端；每个所述下桥臂驱动电路的输入端均与所述工作电源的正极相连；每个所述下桥臂驱动电路的控制端均与控制电路相连；第一下桥臂驱动电路的输出端与所述第三电压驱动型器件的控制端相连，第二下桥臂驱动电路的输出端与所述第四电压驱动型器件的控制端相连；

所述第一上桥臂驱动电路包括：二极管D1、电容E1、电阻R7、电阻R1、电阻R5和第一受控开关，所述二极管D1的阳极作为所述第一上桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D1的阴极与所述电容E1的一端相连，所述电容E1的另一端与所述电阻R7的一端相连，所述电阻R7的另一端与所述工作电源的负极相连；所述二极管D1的阴极和所述电容E1的一端相连的连接点与所述电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端与所述第一受控开关的一端相连，所述第一受控开关的另一端与所述电阻R5的一端相连且它们的连接点作为所述第一上桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R5的另一端与所述第一电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第一受控开关的控制端作为所述第一上桥臂驱动电路的控制端；

所述第二上桥臂驱动电路包括：二极管D2、电容E2、电阻R8、电阻R2、电阻R6和第二受控开关，所述二极管D2的阳极作为所述第二上桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D2的阴极与所述电容E2的一端相连，所述电容E2的另一端与所述电阻R8的一端相连，所述电阻R8的另一端与所述工作电源的负极相连；所述二极管D2的阴极和所述电容E2的一端相连的连接点与所述电阻R2的一端相连，所述电阻R2的另一端与所述第二受控开关的一端相连，所述第二受控开关的另一端与所述电阻R6的一端相连且它们的连接点作为所述第二上桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R6的另一端与所述第二电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第二受控开关的控制端作为所述第二上桥臂驱动电路的控制端；

所述第一下桥臂驱动电路包括：二极管D3、电阻R9、电阻R11和第三受控开关，所述二极管D3的阳极作为所述第一下桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D3的阴极与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端与所述第三受控开关的一端相连，所述第三受控开关的另一端与所述电阻R11的一端相连且它们的连接点作为所述第一下桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R11的另一端与所述第三电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第三受控开关的控制端作为所述第一下桥臂驱动电路的控制端；

所述第二下桥臂驱动电路包括：二极管D4、电阻R10、电阻R12和第四受控开关，所述二极管D4的阳极作为所述第二下桥臂驱动电路的输入端；所述二极管D4的阴极与所述电阻R10的一端相连，所述电阻R10的另一端与所述第四受控开关的一端相连，所述第四受控开关的另一端与所述电阻R12的一端相连且它们的连接点作为所述第二下桥臂驱动电路的输出端，所述电阻R12的另一端与所述第四电压驱动型器件的电流流出端相连；所述第四受控开关的控制端作为所述第二下桥臂驱动电路的控制端。

2.根据权利要求1所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，其特征在于，所述工作电源包括：极性电容C和充电电源，所述充电电源的正极与所述极性电容C的正极相连，所述充电电源的负极与所述极性电容C的负极相连；所述极性电容C的正极作为所述工作电源的正极；所述极性电容C的负极作为所述工作电源的负极。

3.根据权利要求1或2所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，其特征在于，所述电压驱动型器件为N型IGBT，各个所述IGBT的集电极构成对应的电压驱动型器件的电流流入端，各个所述IGBT的发射极构成对应的电压驱动型器件的电流流出端，各个所述IGBT的栅极构成对应的电压驱动型器件的控制端。

4.根据权利要求1所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，其特征在于，所述受控开关为光电耦合器，各个所述光电耦合器中光敏晶体管的集电极构成对应的受控开关的一端，各个所述光电耦合器中光敏晶体管的发射极构成对应的受控开关的另一端，各个所述光电耦合器中发光二极管构成对应的受控开关的控制端。

5.根据权利要求2所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，其特征在于，还包括过流检测电路，所述过流检测电路包括一个输入端和一个输出端；所述过流检测电路的输入端与所述第三电压驱动型器件和所述第四电压驱动型器件的电流流出端相连，用于采集通过所述第三电压驱动型器件和所述第四电压驱动型器件的电流；所述过流检测电路的输出端与控制电路相连，用于将采集到的电流输出给控制电路；所述控制电路接收所述电流并在所述电流超过预定值时停止输出驱动信号。

6.根据权利要求5所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，其特征在于，所述过流检测电路包括采样电阻R13、芯片ACPL-C790、电阻R14、电阻R16、稳压二极管D5、直流3.3V电源，所述采样电阻R13的一端与所述电阻R16的一端相连且它们的连接点作为所述过流检测电路的输入端；所述电阻R16的另一端与所述芯片ACPL-C790的引脚2相连；所述采样电阻R13的另一端与所述极性电容C的负极相连；所述电阻R14的一端与所述极性电容C的正极相连，所述电阻R14的另一端与所述芯片ACPL-C790的引脚1相连并与所述稳压二极管D5的阴极相连，所述稳压二极管D5的阳极与所述极性电容C的负极相连；所述芯片ACPL-C790的引脚3与引脚4与所述极性电容C的负极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚8与所述直流3.3V电源的正极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚5和引脚6与所述直流3.3V电源的负极相连，所述芯片ACPL-C790的引脚7作为所述过流检测电路的输出端。

7.根据权利要求1或2所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，其特征在于，还包括四个瞬态抑制二极管，每个所述瞬态抑制二极管的一端与一个所述电压驱动型器件的控制端相连，每个所述瞬态抑制二极管的另一端与对应的电压驱动型器件的电流流出端相连。

8.根据权利要求1或2所述的一种无外加驱动电源的驱动电路，其特征在于，还包括串联后并联在所述受控机构两端的两个电容。