CN105207451B - 一种驱动电路及具有该电路的电器设备 - Google Patents

一种驱动电路及具有该电路的电器设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种驱动电路及具有该电路的电器设备。其中，所述驱动电路包括：驱动模块，逻辑变化模块，隔离模块；所述驱动模块，用于将驱动芯片发出的故障信号驱动所述逻辑变化模块；所述逻辑变化模块，用于所述接收到的驱动芯片的故障信号，通过开关控制，将所述故障信号传输到所述隔离模块；所述隔离模块，用于将控制芯片电源电压与驱动电源电压进行隔离，并将所述逻辑变化模块传输的故障信号传输给控制芯片。采用本发明技术方案使得驱动芯片电源故障情况下仍能够实现故障上报，有效的避免了运行过程中因驱动芯片电源失效造成的保护失效，从而降低系统运行的风险。

Description

一种驱动电路及具有该电路的电器设备
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种驱动电路及具有该电路的电器设备。
背景技术
现有技术中，绝缘栅双极型晶体管IGBT作为功率型器件，具有输入阻抗高、开关速度快、通态压降低、通流能力强等优点，广泛的应用在变频器、风电变流器、光伏逆变器等领域。基于M57962L芯片的IGBT的驱动电路结构简单，能够可靠实现对IGBT的开关控制，具有有效的短路保护功能。其中，M57962L驱动芯片是一款IGBT驱动芯片，应用广泛。
在应用该芯片的驱动电路中，如果M57962L供电电源出现异常，例如突然失电，将无法报出驱动故障，同时该路驱动不再输出驱动波形，如不加干预，会对功率模块甚至系统造成严重不良影响。如图1所示，为现有技术中一款采用M57962L芯片的驱动电路；该驱动芯片供电电源VCC发生故障时，驱动芯片不能够正常的工作，导致不能控制IGBT正常开通，且57962芯片不会上报故障，从而上级控制器无法对故障进行判断及处理。
如图2所示，为现有技术中IGBT正常运行及故障时逻辑图，结合图1可以知道，当驱动故障发生时，盲区电容开始充电，一般设定时间5-6us，假如此时间段内过流消除，就不会上报驱动故障；如果超过该时间仍有过流，驱动芯片就会报驱动故障，此时8脚电平翻转。M57962L芯片的8脚正常时为高电平，光耦N1处于关断状态，当驱动故障发生时，M57962L芯片的8脚Fault输出由高电平翻转为低电平，此时光耦N1由关断转为导通，可将故障上报至上级控制器。同时软关断IGBT，等待主控系统重新下发PWM信号。
当驱动芯片供电电源VCC发生故障时，光耦N1的原边二极管阴极阳极均无电压，所以无法正常导通，因此驱动故障无法上报，不能将故障信号够送到上级主控制器参与控制；此时该路IGBT保持关断但其余几路的IGBT仍然发出PWM波，导致逆变器的该相电压输出呈现丢波，三相不平衡，对设备的危害极大。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种驱动电路及具有该电路的电器设备。
依据本发明的一个方面，本发明提供了一种驱动电路，该包括:驱动模块，逻辑变化模块，隔离模块；
所述驱动模块，用于将驱动芯片发出的故障信号驱动所述逻辑变化模块；
所述逻辑变化模块，用于所述接收到的驱动芯片的故障信号，通过开关控制，将所述故障信号传输到所述隔离模块；
所述隔离模块，用于将控制芯片电源电压与驱动电源电压进行隔离，并将所述逻辑变化模块传输的故障信号传输给控制芯片。
其中，所述驱动模块包括：驱动电阻；
所述驱动电阻一端连接所述驱动芯片的故障信号发送端；另一端接所述逻辑变化模块输入端。
其中，所述逻辑变化模块包括：第一开关管，上拉电阻；
所述第一开关管输入端基极接所述驱动电阻，所述第一开关管集电极接所述上拉电阻一端，所述第一开关管发射极接所述隔离模块；
所述上拉电阻另一端接电源VCC。
其中，所述逻辑变化模块还包括：稳压二极管；所述稳压二极管阴极接所述第一开关管发射极，所述稳压二极管阳极接所述隔离模块。
其中，所述隔离模块包括：第一光耦，第一电容；
所述第一光耦阳极接所述第一开关管发射极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地；
或者，
所述第一光耦阳极接所述稳压二极管阳极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地。
依据本发明的另一个方面，本发明提供了一种电器设备，包括:驱动电路；该电路包括:驱动模块，逻辑变化模块，隔离模块；
所述驱动模块，用于将驱动芯片发出的故障信号驱动所述逻辑变化模块；
所述逻辑变化模块，用于所述接收到的驱动芯片的故障信号，通过开关控制，将所述故障信号传输到所述隔离模块；
所述隔离模块，用于将控制芯片电源电压与驱动电源电压进行隔离，并将所述逻辑变化模块传输的故障信号传输给控制芯片。
其中，所述驱动模块包括：驱动电阻；
所述驱动电阻一端连接所述驱动芯片的故障信号发送端；另一端接所述逻辑变化模块输入端。
其中，所述逻辑变化模块包括：第一开关管，上拉电阻；
所述第一开关管输入端基极接所述驱动电阻，所述第一开关管集电极接所述上拉电阻一端，所述第一开关管发射极接所述隔离模块；
所述上拉电阻另一端接电源VCC。
其中，所述逻辑变化模块还包括：稳压二极管；所述稳压二极管阴极接所述第一开关管发射极，所述稳压二极管阳极接所述隔离模块。
其中，所述隔离模块包括：第一光耦，第一电容；
所述第一光耦阳极接所述第一开关管发射极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地；
或者，
所述第一光耦阳极接所述稳压二极管阳极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地。
本发明的有益效果是：通过本发明技术方案中的逻辑变化模块可以使得驱动芯片的故障信号，通过开关控制，将所述故障信号传输到所述隔离模块；再由所述隔离模块将控制芯片电源电压与驱动电源电压进行隔离，并将所述逻辑变化模块传输的故障信号传输给控制芯片，从而有效的实现了驱动芯片电源故障情况下仍能够实现故障上报，有效的避免了运行过程中因驱动芯片电源失效造成的保护失效，从而降低系统运行的风险。
附图说明
图1是现有技术中一种采用M57962L芯片的驱动电路图；
图2是现有技术中IGBT正常运行及故障时逻辑图；
图3是本发明提供的一种驱动电路结构示意图；
图4是本发明提供的一种驱动电路图；
图5是本发明提供的另一种驱动电路图；
图6是本发明提供的一种电器设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图3为本发明提供的一种驱动电路结构示意图；该驱动电路包括：驱动模块301，逻辑变化模块302，隔离模块303；
所述驱动模块，用于将驱动芯片发出的故障信号驱动所述逻辑变化模块；
所述逻辑变化模块，用于所述接收到的驱动芯片的故障信号，通过开关控制，将所述故障信号传输到所述隔离模块；
所述隔离模块，用于将控制芯片电源电压与驱动电源电压进行隔离，并将所述逻辑变化模块传输的故障信号传输给控制芯片。
基于以上实施例，以下通过具体电路实现，对本发明进行详细说明；如图4所示，为本发明提供的一种驱动电路图；该驱动电路包括：驱动模块，逻辑变化模块，隔离模块；
所述驱动模块包括：驱动电阻R833；所述逻辑变化模块包括：第一开关管V833，上拉电阻R804；所述隔离模块包括：第一光耦N809，第一电容C820；
所述第一开关管V833输入端基极接所述驱动电阻R833一端，所述第一开关管V833集电极接所述上拉电阻R804一端；所述驱动电阻R833另一端接一端驱动芯片NRU的故障信号发送端8；
所述上拉电阻R804另一端接电源VCC。
所述第一光耦N809阳极A接所述第一开关管V833发射极与所述第一电容C820连接端；
所述第一光耦N809阴极K接地；
所述第一光耦N809发射极E接地；
所述第一光耦N809集电极接所述控制芯片；
所述第一电容C820另一端接地。
需要说明的是，如图4所示电路原理图，当电源VCC电压正常+15V且IGBT正常工作时，驱动芯片管脚8的故障信号端Fault的电压也为15V电平，此时光耦N809导通，经过光耦后使得Fault信号转化为低电平；当电源VCC电压故障时，三极管V833集电极与驱动芯片管脚8的Fault信号的电压均变为0V，光耦由导通变为截止，此时经过光耦N809后的故障信号变为高电平，故障有效上报给控制芯片。
本发明通过采用的技术方案，使得电源故障情况下IGBT驱动芯片能够实现故障上报的功能，有效的避免了运行过程中因电源失效造成的保护失效问题，能够及时上报故障，从而降低系统运行的风险。
上述所述技术方案是针对电源电压跌落到接近0V进行的说明，实际电源跌落的范围可能处于0～15V的任意值，通过对发明电路稍作改进就可以实现固定阈值的保护，例如要求电源电压降到12V或者10V就欠压保护，只需在三极管V833与光耦N809原边回路串入合适的稳压二极管V1即可进行灵活调整。如下图5所示，为本发明提供的另一种驱动电路图；该驱动电路包括：驱动模块，逻辑变化模块，隔离模块；
所述驱动模块包括：驱动电阻R833；所述逻辑变化模块包括：第一开关管V833，上拉电阻R804，稳压二极管V1；所述隔离模块包括：第一光耦N809，第一电容C820；
所述第一开关管V833输入端基极接所述驱动电阻R833一端，所述第一开关管V833集电极接所述上拉电阻R804一端；所述驱动电阻R833另一端接一端驱动芯片NRU的故障信号发送端8；
所述上拉电阻R804另一端接电源VCC。
所述第一光耦N809阳极接所述稳压二极管V1阳极与所述第一电容C820连接端；
所述第一光耦N809阴极接地；
所述第一光耦N809发射极E接地；
所述第一光耦N809集电极接所述控制芯片；
所述第一电容C820另一端接地。
如图6所示，为本发明提供了一种电器设备，该电器设备包括：驱动电路；该电路包括:驱动模块，逻辑变化模块，隔离模块；
所述驱动模块，用于将驱动芯片发出的故障信号驱动所述逻辑变化模块；
所述逻辑变化模块，用于所述接收到的驱动芯片的故障信号，通过开关控制，将所述故障信号传输到所述隔离模块；
所述隔离模块，用于将控制芯片电源电压与驱动电源电压进行隔离，并将所述逻辑变化模块传输的故障信号传输给控制芯片。
其中，所述驱动模块包括：驱动电阻；
所述驱动电阻一端连接所述驱动芯片的故障信号发送端；另一端接所述逻辑变化模块输入端。
其中，所述逻辑变化模块包括：第一开关管，上拉电阻；
所述第一开关管输入端基极接所述驱动电阻，所述第一开关管集电极接所述上拉电阻一端，所述第一开关管发射极接所述隔离模块；
所述上拉电阻另一端接电源VCC。
其中，所述逻辑变化模块还包括：稳压二极管；所述稳压二极管阴极接所述第一开关管发射极，所述稳压二极管阳极接所述隔离模块。
其中，所述隔离模块包括：第一光耦，第一电容；
所述第一光耦阳极接所述第一开关管发射极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地；
或者，
所述第一光耦阳极接所述所述稳压二极管阳极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地。
本发明的有益效果是：通过本发明技术方案中的逻辑变化模块可以使得驱动芯片的故障信号，通过开关控制，将所述故障信号传输到所述隔离模块；再由所述隔离模块将控制芯片电源电压与驱动电源电压进行隔离，并将所述逻辑变化模块传输的故障信号传输给控制芯片，从而有效的实现了驱动芯片电源故障情况下仍能够实现故障上报，有效的避免了运行过程中因驱动芯片电源失效造成的保护失效，从而降低系统运行的风险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种驱动电路，其特征在于，包括:驱动模块，逻辑变化模块，隔离模块；
所述驱动模块，用于将驱动芯片发出的故障信号驱动所述逻辑变化模块；
所述逻辑变化模块，用于根据接收到的驱动芯片的故障信号，通过开关控制，将所述故障信号传输到所述隔离模块；
所述隔离模块，用于将控制芯片电源电压与驱动电源电压进行隔离，并将所述逻辑变化模块传输的故障信号传输给控制芯片；
其中，所述驱动模块包括：驱动电阻；所述驱动电阻一端连接所述驱动芯片的故障信号发送端；另一端接所述逻辑变化模块输入端；
所述逻辑变化模块包括：第一开关管和上拉电阻；所述第一开关管输入端基极接所述驱动电阻，所述第一开关管集电极接所述上拉电阻一端，所述第一开关管发射极接所述隔离模块；所述上拉电阻另一端接电源VCC。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述逻辑变化模块还包括：稳压二极管；所述稳压二极管阴极接所述第一开关管发射极，所述稳压二极管阳极接所述隔离模块。
3.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述隔离模块包括：第一光耦，第一电容；
所述第一光耦阳极接所述第一开关管发射极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地。
4.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述隔离模块包括：第一光耦，第一电容；所述第一光耦阳极接所述稳压二极管阳极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地。
5.一种电器设备，其特征在于，包括:驱动电路；该驱动电路包括:驱动模块，逻辑变化模块，隔离模块；
所述驱动模块，用于将驱动芯片发出的故障信号驱动所述逻辑变化模块；
所述逻辑变化模块，用于根据接收到的驱动芯片的故障信号，通过开关控制，将所述故障信号传输到所述隔离模块；
所述隔离模块，用于将控制芯片电源电压与驱动电源电压进行隔离，并将所述逻辑变化模块传输的故障信号传输给控制芯片；
其中，所述驱动模块包括：驱动电阻；所述驱动电阻一端连接所述驱动芯片的故障信号发送端；另一端接所述逻辑变化模块输入端；
所述逻辑变化模块包括：第一开关管和上拉电阻；所述第一开关管输入端基极接所述驱动电阻，所述第一开关管集电极接所述上拉电阻一端，所述第一开关管发射极接所述隔离模块；所述上拉电阻另一端接电源VCC。
6.如权利要求5所述的电器设备，其特征在于，所述逻辑变化模块还包括：稳压二极管；所述稳压二极管阴极接所述第一开关管发射极，所述稳压二极管阳极接所述隔离模块。
7.如权利要求5所述的电器设备，其特征在于，所述隔离模块包括：第一光耦，第一电容；
所述第一光耦阳极接所述第一开关管发射极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地。
8.如权利要求6所述的电器设备，其特征在于，所述隔离模块包括：第一光耦，第一电容；
所述第一光耦阳极接所述稳压二极管阳极与所述第一电容连接端；
所述第一光耦阴极接地；
所述第一光耦发射极接地；
所述第一光耦集电极接所述控制芯片；
所述第一电容另一端接地。
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