CN109245497A - 一种负压隔离式半桥驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种负压隔离式半桥驱动电路，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，其特征在于，所述振荡电路包括振荡器S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第二稳压管D2、第五稳压管D5，变压驱动电路包括信号驱动器MIC1、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第四电阻R4、第四稳压管D4、第七稳压管D7、变压器T1，解决了现有技术中存在的隔离电源模块体积大、成本高和消除功率管关断不彻底的问题。
Description
技术领域
本发明属于隔离驱动技术领域，涉及一种负压隔离式半桥驱动电路。
背景技术
随着电力电子技术的不断发展，大功率、高电压等级的驱动电路要求越来越高，其中隔离驱动成为研究使用热门，目前大多隔离驱动电路的供电电源大多采用多个隔离电源模块组成，体积大，价格昂贵，不易做到小型化、集成化，同时大多零电压关断会存在关断不彻底，造成上下桥直通短路现象。
发明内容
本发明目的是：提供一种负压隔离式半桥驱动电路，解决了现有技术中存在的隔离电源模块体积大、成本高和消除功率管关断不彻底的问题。
本发明的技术方案是：一种负压隔离式半桥驱动电路，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，振荡电路包括振荡器S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第二稳压管D2、第五稳压管D5，振荡器S1的第一管脚直接接地，第二管脚和第六管脚相连，同时第六管脚通过第五稳压管D5和第二电阻R2连接到第七管脚，第二稳压管D2与第五稳压管D5和第二电阻R2串联后的电路并联，第八管脚通过第一电阻R1与第七管脚连接后再连接电源VCC，输出脚第三管脚通过第三电阻R3与第四管脚连接后再连接电源VCC，变压驱动电路包括信号驱动器MIC1、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第四电阻R4、第四稳压管D4、第七稳压管D7、变压器T1，驱动器MIC1的第一管脚和第八管脚接电源VCC，并通过第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7与第四管脚和第五管脚连接，同时第四管脚、第五管脚接地，第二管脚通过第四电阻R4与振荡器S1的输出脚第三管脚连接，第六管脚、第七管脚输出给第四电容C4，再连接变压器T1，变压器T1的第一副边绕组两端的交流电压通过第一电容C1，再经过第一整流管D1和第六整流管D6整流成直流电，经过第二电容C2滤波和第三稳压管D3稳压，直接给第一供电电路的第一驱动芯片U1供电，变压器T1的第二副边绕组两端的交流电压通过第九电容C9，再经过第九整流管D9和第十一整流管D11整流成直流电，经过第十电容C10滤波和第十稳压管D10稳压，直接给第二供电电路的第二驱动芯片U2供电。
本发明的特点还在于，
第一驱动电路包括第一驱动芯片U1、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十二电容C12、第十四电容C14、第十五电容C15、第十二稳压管D12，第一驱动芯片U1的第二管脚和第三管脚连接通过第七电阻R7和第十二电容C12组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中上桥臂功率管的开关信号PWM1H，第一驱动芯片U1的第八管脚接电源VCC1，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第九电阻R9串联第八电阻R8接至功率管栅极G1，所述第十二稳压管D12和第八电阻R8并联，第十电阻R10连接功率管栅极G1和源极E1，同时源极E1分别通过第十四电容C14和第十五电容C15接至电源的正极VCC1和负极VEE1。
第二驱动电路包括第二驱动芯片U2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电容C17、第十九电容C19、第十四稳压管D14，第二驱动芯片U2的第二管脚和第三管脚连接通过第十三电阻R13和第十七电容C17组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中下桥臂功率管的开关信号PWM1L，第二驱动芯片U2的第八管脚接电源VCC2，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第十五电阻R15串联第十四电阻R14接至功率管栅极G2，第十四稳压管D14和第十四电阻R14并联，第十六电阻R16连接功率管栅极G2和源极E2，同时源极E2分别通过第十八电容C18和第十九电容C19接至电源正极VCC2和负极VEE2。
振荡器S1采用NE555芯片，具有极强的易用性、价格低廉，可靠性稳定的优点。
信号驱动器MIC1采用MIC4422YM电桥驱动器，驱动能力强，功耗低，成本低。
变压器T1为单输入双输出高频变压器，实现由单个变压器输出两路电压的目的，而且体积小，相比集成电源模块价格低，节约了成本。
本发明的优点是：
1.本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，结构简单、可靠，成本低；
2.本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，只需外部提供一路电源，功耗低，节能；
3.本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，隔离式驱动避免了高压测故障引起的损坏低压器件的危险，驱动电路更安全；
4.本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，驱动信号带负压关断，消除功率管关断不彻底带来的上下桥直通短路隐患。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明一种负压隔离式半桥驱动电路的结构图；
图2为本发明一种负压隔离式半桥驱动电路的第一驱动电路的电路图；
图3为本发明一种负压隔离式半桥驱动电路第二驱动电路的电路图。
具体实施方式
本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，结构如图1~图3所示，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，振荡电路包括振荡器S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第二稳压管D2、第五稳压管D5，振荡器S1的第一管脚直接接地，第二管脚和第六管脚相连，同时第六管脚通过第五稳压管D5和第二电阻R2连接到第七管脚，第二稳压管D2与第五稳压管D5和第二电阻R2串联后的电路并联，第八管脚通过第一电阻R1与第七管脚连接后再连接电源VCC，输出脚第三管脚通过第三电阻R3与第四管脚连接后再连接电源VCC，变压驱动电路包括信号驱动器MIC1、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第四电阻R4、第四稳压管D4、第七稳压管D7、变压器T1，驱动器MIC1的第一管脚和第八管脚接电源VCC，并通过第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7与第四管脚和第五管脚连接，同时第四管脚、第五管脚接地，第二管脚通过第四电阻R4与振荡器S1的输出脚第三管脚连接，第六管脚、第七管脚输出给第四电容C4，再连接变压器T1，变压器T1的第一副边绕组两端的交流电压通过第一电容C1，再经过第一整流管D1和第六整流管D6整流成直流电，经过第二电容C2滤波和第三稳压管D3稳压，直接给第一供电电路的第一驱动芯片U1供电，变压器T1的第二副边绕组两端的交流电压通过第九电容C9，再经过第九整流管D9和第十一整流管D11整流成直流电，经过第十电容C10滤波和第十稳压管D10稳压，直接给第二供电电路的第二驱动芯片U2供电。
第一驱动电路包括第一驱动芯片U1、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十二电容C12、第十四电容C14、第十五电容C15、第十二稳压管D12，第一驱动芯片U1的第二管脚和第三管脚连接通过第七电阻R7和第十二电容C12组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中上桥臂功率管的开关信号PWM1H，第一驱动芯片U1的第八管脚接电源VCC1，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第九电阻R9串联第八电阻R8接至功率管栅极G1，所述第十二稳压管D12和第八电阻R8并联，第十电阻R10连接功率管栅极G1和源极E1，同时源极E1分别通过第十四电容C14和第十五电容C15接至电源的正极VCC1和负极VEE1。
第二驱动电路包括第二驱动芯片U2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电容C17、第十九电容C19、第十四稳压管D14，第二驱动芯片U2的第二管脚和第三管脚连接通过第十三电阻R13和第十七电容C17组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中下桥臂功率管的开关信号PWM1L，第二驱动芯片U2的第八管脚接电源VCC2，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第十五电阻R15串联第十四电阻R14接至功率管栅极G2，第十四稳压管D14和第十四电阻R14并联，第十六电阻R16连接功率管栅极G2和源极E2，同时源极E2分别通过第十八电容C18和第十九电容C19接至电源正极VCC2和负极VEE2。
振荡器S1采用NE555芯片。
信号驱动器MIC1采用MIC4422YM电桥驱动器。
变压器T1为单输入双输出高频变压器。
本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，工作原理是，振荡电路利用振荡器S1产生频率可调的PWM振荡信号，PWM振荡信号的频率由外围第二电阻R2和第三电容C3值决定，振荡器S1产生的PWM信号通过变压驱动电路的信号驱动器MIC1来提升信号能力，再由第四稳压管D4、第七稳压管D7钳位，通过隔直第四电容C4变成频率不变，幅值为1/2VCC的交流方波，交流方波通过单输入双输出的高频变压器T1传输给变压器副边，副边第一路的交流方波电压通过电容C1、稳压管D1和稳压管D6钳位，输出高电平为VCC1，以VEE1为基准的直流电压，其电压幅值仍为VCC，副边第一路输出高电平为VCC1，以VEE1为基准的直流电压，副边第二路输出高电平为VCC2，以VEE2为基准的直流电压，其电压幅值仍为VCC，两路分别给半桥驱动电路中两个驱动电路的第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2的副边供电，这样实现了半桥驱动电路的前后级隔离，上下桥隔离，即实现了隔离性。
其中，上桥的负压关断驱动的实现是依靠16V的第八稳压管D8钳位，第五电阻R5、第六电阻R6和第十一电容C11并联，将E1和VEE1直接电压钳为-（VCC-16）V，通常应用中取VCC为24V，因此E1和VEE1之间电压为-8V，VCC1和E1之间电压为16V。在第一驱动芯片U1的第5脚串入第十五电容C15，E1和VEE1之间电压施加在第十五电容C15的两端，这样从变压驱动电路输出的PWM1H控制信号通过第一驱动芯片U1将变成低电平为-8V高电平为16V的PWM1H控制信号，直接接到上桥的功率管G1极和E1极，实现负压关断，下桥的负压关断驱动的实现是依靠16V的第十三稳压管D13钳位，第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十六电容C16并联，将E2和VEE2直接电压钳为-（VCC-16）V，通常应用中取VCC为24V，因此E2和VEE2之间电压为-8V，VCC2和E2之间电压为16V。在第二驱动芯片U2的第5脚串入第十九电容C19，E2和VEE2之间电压施加在第十九电容C19的两端，这样从变压驱动电路输出的PWM1L控制信号通过第二驱动芯片U2将变成低电平为-8V高电平为16V的PWM1L控制信号，直接接到下桥的功率管G1极和E1极，实现负压关断。
本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，可以应用于高压大功率驱动，减小了系统功耗，实现了低功耗，低成本，同时增加了系统的安全、可靠性。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种负压隔离式半桥驱动电路，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，其特征在于，所述振荡电路包括振荡器S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第二稳压管D2、第五稳压管D5，所述振荡器S1的第一管脚直接接地，第二管脚和第六管脚相连，同时第六管脚通过第五稳压管D5和第二电阻R2连接到第七管脚，所述第二稳压管D2与第五稳压管D5和第二电阻R2串联后的电路并联，第八管脚通过第一电阻R1与第七管脚连接后再连接电源VCC，输出脚第三管脚通过第三电阻R3与第四管脚连接后再连接电源VCC，所述变压驱动电路包括信号驱动器MIC1、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第四电阻R4、第四稳压管D4、第七稳压管D7、变压器T1，所述驱动器MIC1的第一管脚和第八管脚接电源VCC，并通过第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7与第四管脚和第五管脚连接，同时第四管脚、第五管脚接地，第二管脚通过第四电阻R4与振荡器S1的输出脚第三管脚连接，第六管脚、第七管脚输出给第四电容C4，再连接变压器T1，所述变压器T1的第一副边绕组两端的交流电压通过第一电容C1，再经过第一整流管D1和第六整流管D6整流成直流电，经过第二电容C2滤波和第三稳压管D3稳压，直接给第一供电电路的第一驱动芯片U1供电，所述变压器T1的第二副边绕组两端的交流电压通过第九电容C9，再经过第九整流管D9和第十一整流管D11整流成直流电，经过第十电容C10滤波和第十稳压管D10稳压，直接给第二供电电路的第二驱动芯片U2供电。
2.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括第一驱动芯片U1、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十二电容C12、第十四电容C14、第十五电容C15、第十二稳压管D12，所述第一驱动芯片U1的第二管脚和第三管脚连接通过第七电阻R7和第十二电容C12组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中上桥臂功率管的开关信号PWM1H，所述第一驱动芯片U1的第八管脚接电源VCC1，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第九电阻R9串联第八电阻R8接至功率管栅极G1，所述第十二稳压管D12和第八电阻R8并联，第十电阻R10连接功率管栅极G1和源极E1，同时源极E1分别通过第十四电容C14和第十五电容C15接至电源的正极VCC1和负极VEE1。
3.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述第二驱动电路包括第二驱动芯片U2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电容C17、第十九电容C19、第十四稳压管D14，所述第二驱动芯片U2的第二管脚和第三管脚连接通过第十三电阻R13和第十七电容C17组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中下桥臂功率管的开关信号PWM1L，所述第二驱动芯片U2的第八管脚接电源VCC2，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第十五电阻R15串联第十四电阻R14接至功率管栅极G2，第十四稳压管D14和第十四电阻R14并联，第十六电阻R16连接功率管栅极G2和源极E2，同时源极E2分别通过第十八电容C18和第十九电容C19接至电源正极VCC2和负极VEE2。
4.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述振荡器S1采用NE555芯片。
5.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述信号驱动器MIC1采用MIC4422YM电桥驱动器。
6.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述变压器T1为单输入双输出高频变压器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190118 |