CN104270130A

CN104270130A - 一种自带隔离电源的电动机控制器驱动电路

Info

Publication number: CN104270130A
Application number: CN201410551650.5A
Authority: CN
Inventors: 李青山; 杜伟生; 王赟; 杜华伟; 李鹏鸣
Original assignee: LUOHE POWER SUPPLY COMPANY STATE GRID HENAN ELECTRIC POWER Co Ltd
Current assignee: LUOHE POWER SUPPLY COMPANY STATE GRID HENAN ELECTRIC POWER Co Ltd
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2015-01-07

Abstract

本发明公开了一种自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，包括电源电路和电动机驱动电路，电源电路中控制电源通过震荡电路连接变换电路，变换电路连接功率变压器T1的初级线圈，功率变压器T1的次级线圈分两路独立进行滤波整流，所述电动机驱动电路分为上驱动电路和下驱动电路，所述电源电路经过滤波整流后的双电源输出分别为上驱动电路和下驱动电路供电。本发明将高效率的隔离变换器与电动机驱动电路集成，可以省去用户外接隔离电源，方便驱动器的应用，可靠性高、实用性强、外围器件少、应用方便、线路间的干扰小、传输时间短、波形失真小，可广泛应用于各类电动机的驱动。

Description

一种自带隔离电源的电动机控制器驱动电路

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，具体是一种自带隔离电源的电动机控制器驱动电路。

背景技术

传统非绝缘栅双极型晶体管驱动专用芯片电路用来控制绝缘栅双极型晶体管开断，电路结构复杂，器件繁多，并且性能不够稳定，容易引起电路的误动作，控制可靠性大大降低。由于绝缘栅双极晶体管具有较高的电流容量及电压耐量，开关频率高，低导通饱和压降，输入阻抗高，驱动简单等特点，使其在中、大功率变换系统中广泛应用。目前常用的混合集成绝缘栅双极晶体管驱动器有带隔离电源和不带隔离电源的单路驱动器，其主要应用于单管驱动，在单项全桥电路中也有很多应用，但由于其功能只是为单个IGBT的驱动设计，所以在单项全桥中需要外加器件和电路较多，电路分布参数不好控制，可靠性不是很高。

中国专利（CN202103649U）公开了一种电动汽车用电机控制器驱动电路，包括上驱动电路和下驱动电路，上驱动电路包括光电耦合器U1，绝缘栅双极型晶体管集成驱动模块U3，以及由NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2构成的推拉式驱动电路；下驱动电路包括光电耦合器U2，绝缘栅双极型晶体管集成驱动模块U5，以及由NPN晶体管Q3和PNP晶体管Q4构成的推拉式驱动电路。然而该电动汽车用电机控制器驱动电路在应用时还需要增加隔离的双电源为其供电，占用PCB面积较大，该驱动电路采用光电耦合器进行光耦隔离传递驱动信号，有效的抑制了高共模电压的产生，但也存在电路体积过大、电路繁琐、分立器件过多、光电器件参数不一致通信出错等缺点，对整个系统的稳定性也有一定的影响，且光耦隔离电压耐量有限，存在较大的传输延迟时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功能完善、性能可靠、成本低廉的自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，包括电源电路和电动机驱动电路，电源电路中控制电源通过震荡电路连接变换电路，变换电路连接功率变压器T1的初级线圈，功率变压器T1的次级线圈分两路独立进行滤波整流，所述电动机驱动电路分为上驱动电路和下驱动电路，上驱动电路包括NPN晶体管Q1、PNP晶体管Q2和绝缘栅双极型晶体管Q5，下驱动电路包括NPN晶体管Q3、PNP晶体管Q4和绝缘栅双极型晶体管Q6，所述电源电路经过滤波整流后的双电源输出分别为上驱动电路和下驱动电路供电。

作为本发明进一步的方案：所述变换电路中至少包含两个开关管。

作为本发明进一步的方案：所述电源电路中控制电源VD端分别连接电容C7、芯片U1的3脚和功率变压器T1的3脚，控制电源GND端分别连接电容C7另一端、芯片U1的1脚、电容C8和电阻R7，所述电容C8另一端连接芯片U1的2脚，电阻R7另一端分别连接开关管M1的源极、开关管M2的源极、芯片U1的5脚，芯片U1的4脚连接开关管M2的栅极，芯片U1的6脚连接开关管M1的栅极，开关管M1的漏极和开关管M2的漏极分别连接功率变压器T1的1脚和2脚，功率变压器T1的4脚和5脚分别连接整流桥K1的1脚和3脚，功率变压器T1的6脚和7脚分别连接整流桥K2的1脚和3脚，整流桥K1的2脚、整流桥K1的4脚、整流桥K2的2脚和整流桥K2的4脚分别连接电动机驱动电路。

作为本发明进一步的方案：电源电路中控制电源VD端分别连接电容C9、芯片U2的3脚、开关管M3的漏极和开关管M5的漏极，控制电源GND端分别连接电容C9另一端、芯片U2的1脚、电容C10和电阻R8，电容C10另一端连接芯片U2的2脚，电阻R8另一端分别连接芯片U2的5脚、开关管M4的源极和开关管M6的源极，芯片U2的6脚分别连接开关管M3的栅极和开关管M6的栅极，芯片U2的4脚分别连接开关管M4的栅极和开关管M5的栅极，开关管M3的源极和开关管M4的漏极均连接功率变压器T1的1脚，开关管M5的源极和开关管M6的漏极均连接功率变压器T1的2脚，功率变压器T1的6脚和7脚分别连接整流桥K2的1脚和3脚，整流桥K1的2脚、整流桥K1的4脚、整流桥K2的2脚和整流桥K2的4脚分别连接电动机驱动电路。

作为本发明进一步的方案：所述电动机驱动电路中所述整流桥K1的4脚分别连接电容C1、电阻R1、NPN晶体管Q1的基极和PNP晶体管Q2的基极，整流桥K1的2脚分别连接电容C1另一端、电阻R1另一端、稳压二极管D1、电容C4、稳压二极管D5、电阻R4和二极管D8，稳压二极管D1另一端依次经过稳压二极管D2和二极管D3连接绝缘栅双极型晶体管Q5的集电极，电容C4另一端分别连接电容C3和PNP晶体管Q2的集电极，电容C3另一端连接NPN晶体管Q1的集电极，NPN晶体管Q1的发射极分别连接PNP晶体管Q2的发射极和电阻R3，电阻R3另一端分别连接稳压二极管D4、电阻R4另一端和绝缘栅双极型晶体管Q5的基极，稳压二极管D4另一端连接稳压二极管D5另一端，所述整流桥K2的4脚分别连接电容C1、电阻R2、NPN晶体管Q3的基极和PNP晶体管Q4的基极，整流桥K2的2脚分别连接电容C2另一端、电阻R2另一端、稳压二极管D6、电容C6、稳压二极管D10和电阻R6，稳压二极管D6另一端经过稳压二极管D7连接二极管D8另一端，电容C6另一端分别连接电容C5和PNP晶体管Q4的集电极，电容C5另一端连接NPN晶体管Q3的集电极，NPN晶体管Q3的发射极分别连接PNP晶体管Q4的发射极和电阻R5，电阻R5另一端分别连接稳压二极管D9、电阻R6另一端、绝缘栅双极型晶体管Q6的基极和绝缘栅双极型晶体管Q6的集电极，稳压二极管D10另一端连接稳压二极管D9另一端，绝缘栅双极型晶体管Q6的发射极连接绝缘栅双极型晶体管Q5的发射极。

作为本发明进一步的方案：所述绝缘栅双极型晶体管Q5的基极和驱动信号之间并接有过压保护的电阻R4，绝缘栅双极型晶体管Q6的基极和驱动信号之间并接有过压保护的电阻R6。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将高效率的隔离变换器与电动机驱动电路集成，可以省去用户外接隔离电源，方便驱动器的应用，可靠性高、实用性强、外围器件少、应用方便、线路间的干扰小、传输时间短、波形失真小，可广泛应用于各类电动机的驱动。

附图说明

图1为本发明的功能框图。

图2为本发明中第一实施例的电路原理图。

图3为本发明中第一实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，一种自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，包括电源电路和电动机驱动电路，电源电路中，控制电源通过震荡电路连接变换电路，所述变换电路中至少包括两个开关管，变换电路连接功率变压器T1的初级线圈，功率变压器T1的次级线圈分两路独立进行滤波整流，实现双电源输出，所述电动机驱动电路分为上驱动电路和下驱动电路，上驱动电路包括NPN晶体管Q1、PNP晶体管Q2和绝缘栅双极型晶体管Q5，下驱动电路包括NPN晶体管Q3、PNP晶体管Q4和绝缘栅双极型晶体管Q6，所述电源电路经过滤波整流后的双电源输出分别为上驱动电路和下驱动电路供电。

实施例1

请参阅图2，本发明中，一种自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，包括电源电路和电动机驱动电路，所述电源电路中控制电源VD端分别连接电容C7、芯片U1的3脚和功率变压器T1的3脚，控制电源GND端分别连接电容C7另一端、芯片U1的1脚、电容C8和电阻R7，所述电容C8另一端连接芯片U1的2脚，电阻R7另一端分别连接开关管M1的源极、开关管M2的源极、芯片U1的5脚，芯片U1的4脚连接开关管M2的栅极，芯片U1的6脚连接开关管M1的栅极，开关管M1的漏极和开关管M2的漏极分别连接功率变压器T1的1脚和2脚，功率变压器T1的4脚和5脚分别连接整流桥K1的1脚和3脚，功率变压器T1的6脚和7脚分别连接整流桥K2的1脚和3脚，整流桥K1的2脚、整流桥K1的4脚、整流桥K2的2脚和整流桥K2的4脚分别连接电动机驱动电路。

所述芯片U1用于产生一组反相的PWM信号，开关管M1和开关管M2的源极均连接芯片U1的过流监测端口，开关管M1和开关管M2的栅极分别连接芯片U1的输出端口，开关管M1和开关管M2的漏极分别连接功率变压器T1初级线圈的两端。

所述电动机驱动电路中所述整流桥K1的4脚分别连接电容C1、电阻R1、NPN晶体管Q1的基极和PNP晶体管Q2的基极，整流桥K1的2脚分别连接电容C1另一端、电阻R1另一端、稳压二极管D1、电容C4、稳压二极管D5、电阻R4和二极管D8，稳压二极管D1另一端依次经过稳压二极管D2和二极管D3连接绝缘栅双极型晶体管Q5的集电极，电容C4另一端分别连接电容C3和PNP晶体管Q2的集电极，电容C3另一端连接NPN晶体管Q1的集电极，NPN晶体管Q1的发射极分别连接PNP晶体管Q2的发射极和电阻R3，电阻R3另一端分别连接稳压二极管D4、电阻R4另一端和绝缘栅双极型晶体管Q5的基极，稳压二极管D4另一端连接稳压二极管D5另一端，所述整流桥K2的4脚分别连接电容C1、电阻R2、NPN晶体管Q3的基极和PNP晶体管Q4的基极，整流桥K2的2脚分别连接电容C2另一端、电阻R2另一端、稳压二极管D6、电容C6、稳压二极管D10和电阻R6，稳压二极管D6另一端经过稳压二极管D7连接二极管D8另一端，电容C6另一端分别连接电容C5和PNP晶体管Q4的集电极，电容C5另一端连接NPN晶体管Q3的集电极，NPN晶体管Q3的发射极分别连接PNP晶体管Q4的发射极和电阻R5，电阻R5另一端分别连接稳压二极管D9、电阻R6另一端、绝缘栅双极型晶体管Q6的基极和绝缘栅双极型晶体管Q6的集电极，稳压二极管D10另一端连接稳压二极管D9另一端，绝缘栅双极型晶体管Q6的发射极连接绝缘栅双极型晶体管Q5的发射极。

实施例2

请参阅图3，本发明中，一种自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，包括电源电路和电动机驱动电路，电源电路中控制电源VD端分别连接电容C9、芯片U2的3脚、开关管M3的漏极和开关管M5的漏极，控制电源GND端分别连接电容C9另一端、芯片U2的1脚、电容C10和电阻R8，电容C10另一端连接芯片U2的2脚，电阻R8另一端分别连接芯片U2的5脚、开关管M4的源极和开关管M6的源极，芯片U2的6脚分别连接开关管M3的栅极和开关管M6的栅极，芯片U2的4脚分别连接开关管M4的栅极和开关管M5的栅极，开关管M3的源极和开关管M4的漏极均连接功率变压器T1的1脚，开关管M5的源极和开关管M6的漏极均连接功率变压器T1的2脚，功率变压器T1的6脚和7脚分别连接整流桥K2的1脚和3脚，整流桥K1的2脚、整流桥K1的4脚、整流桥K2的2脚和整流桥K2的4脚分别连接电动机驱动电路。

所述开关管M4（三）的源极和开关管M6（四）的源极均连接芯片U1的过流监测端口，开关管M3和开关管M6的栅极均连接芯片U1的一个输出端口，开关管M4和M5的栅极均连接芯片U1的另一个输出端口，开关管M3的源极和开关管M4的漏极均连接功率变压器T1初级线圈的一端，开关管M5的源极和开关M6的漏极均连接功率变压器T1初级线圈的另一端。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，包括电源电路和电动机驱动电路，其特征在于，电源电路中控制电源通过震荡电路连接变换电路，变换电路连接功率变压器T1的初级线圈，功率变压器T1的次级线圈分两路独立进行滤波整流，所述电动机驱动电路分为上驱动电路和下驱动电路，上驱动电路包括NPN晶体管Q1、PNP晶体管Q2和绝缘栅双极型晶体管Q5，下驱动电路包括NPN晶体管Q3、PNP晶体管Q4和绝缘栅双极型晶体管Q6，所述电源电路经过滤波整流后的双电源输出分别为上驱动电路和下驱动电路供电。

2.根据权利要求1所述的自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，其特征在于，所述变换电路中至少包含两个开关管。

3.根据权利要求1所述的自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，其特征在于，所述电源电路中控制电源VD端分别连接电容C7、芯片U1的3脚和功率变压器T1的3脚，控制电源GND端分别连接电容C7另一端、芯片U1的1脚、电容C8和电阻R7，所述电容C8另一端连接芯片U1的2脚，电阻R7另一端分别连接开关管M1的源极、开关管M2的源极、芯片U1的5脚，芯片U1的4脚连接开关管M2的栅极，芯片U1的6脚连接开关管M1的栅极，开关管M1的漏极和开关管M2的漏极分别连接功率变压器T1的1脚和2脚，功率变压器T1的4脚和5脚分别连接整流桥K1的1脚和3脚，功率变压器T1的6脚和7脚分别连接整流桥K2的1脚和3脚，整流桥K1的2脚、整流桥K1的4脚、整流桥K2的2脚和整流桥K2的4脚分别连接电动机驱动电路。

4.根据权利要求1所述的自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，其特征在于，电源电路中控制电源VD端分别连接电容C9、芯片U2的3脚、开关管M3的漏极和开关管M5的漏极，控制电源GND端分别连接电容C9另一端、芯片U2的1脚、电容C10和电阻R8，电容C10另一端连接芯片U2的2脚，电阻R8另一端分别连接芯片U2的5脚、开关管M4的源极和开关管M6的源极，芯片U2的6脚分别连接开关管M3的栅极和开关管M6的栅极，芯片U2的4脚分别连接开关管M4的栅极和开关管M5的栅极，开关管M3的源极和开关管M4的漏极均连接功率变压器T1的1脚，开关管M5的源极和开关管M6的漏极均连接功率变压器T1的2脚，功率变压器T1的6脚和7脚分别连接整流桥K2的1脚和3脚，整流桥K1的2脚、整流桥K1的4脚、整流桥K2的2脚和整流桥K2的4脚分别连接电动机驱动电路。

5.根据权利要求1所述的自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，其特征在于，所述电动机驱动电路中所述整流桥K1的4脚分别连接电容C1、电阻R1、NPN晶体管Q1的基极和PNP晶体管Q2的基极，整流桥K1的2脚分别连接电容C1另一端、电阻R1另一端、稳压二极管D1、电容C4、稳压二极管D5、电阻R4和二极管D8，稳压二极管D1另一端依次经过稳压二极管D2和二极管D3连接绝缘栅双极型晶体管Q5的集电极，电容C4另一端分别连接电容C3和PNP晶体管Q2的集电极，电容C3另一端连接NPN晶体管Q1的集电极，NPN晶体管Q1的发射极分别连接PNP晶体管Q2的发射极和电阻R3，电阻R3另一端分别连接稳压二极管D4、电阻R4另一端和绝缘栅双极型晶体管Q5的基极，稳压二极管D4另一端连接稳压二极管D5另一端，所述整流桥K2的4脚分别连接电容C1、电阻R2、NPN晶体管Q3的基极和PNP晶体管Q4的基极，整流桥K2的2脚分别连接电容C2另一端、电阻R2另一端、稳压二极管D6、电容C6、稳压二极管D10和电阻R6，稳压二极管D6另一端经过稳压二极管D7连接二极管D8另一端，电容C6另一端分别连接电容C5和PNP晶体管Q4的集电极，电容C5另一端连接NPN晶体管Q3的集电极，NPN晶体管Q3的发射极分别连接PNP晶体管Q4的发射极和电阻R5，电阻R5另一端分别连接稳压二极管D9、电阻R6另一端、绝缘栅双极型晶体管Q6的基极和绝缘栅双极型晶体管Q6的集电极，稳压二极管D10另一端连接稳压二极管D9另一端，绝缘栅双极型晶体管Q6的发射极连接绝缘栅双极型晶体管Q5的发射极。

6.根据权利要求1所述的自带隔离电源的电动机控制器驱动电路，其特征在于，所述绝缘栅双极型晶体管Q5的基极和驱动信号之间并接有过压保护的电阻R4，绝缘栅双极型晶体管Q6的基极和驱动信号之间并接有过压保护的电阻R6。