CN110535368A - 一种三相逆变电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相逆变电路，包括电源模块、PWM控制模块以及逆变模块，所述逆变模块包括驱动单元以及六个桥臂单元；所述桥臂单元包括驱动输入端、参考地输入端以及开关管M1，所述驱动输入端与开关管M1的栅极相连，所述参考地输入端与开关管M1的源极相连，所述驱动输入端以及参考地输入端分别与驱动单元的输出端相连。本发明通过在各个桥臂单元中设置驱动输入端以及参考地输入端，便于驱动单元直接向桥臂单元的驱动输入端以及参考地输入端输入用于控制开关管M1导通与截止的驱动信号，由于驱动单元能够对开关管M1的栅极以及源极的电位直接控制，有效简化逆变电路的电路结构。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，更具体地说涉及一种三相逆变电路结构。
背景技术
日常生活中，人们经常利用直流电源以驱动三相电机，因此需要利用三相逆变电路实现将直流电源输出的直流电转换成三相交流电，具体是利用智能芯片按照设定的程序输出六路PWM信号到各个开关管中，最后实现将直流电源输出的直流电转换成三相交流电。
本领域技术人员均清楚，智能芯片控制开关管导通和截止的本质是对开关管栅极与源极间的电容进行充电以及放电的过程。而逆变电路中位于上桥臂的开关管处于悬浮状态，因此需要对上桥臂的开关管的驱动电路进行特殊的设计，增加了逆变电路的电路复杂程度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种结构简单的三相逆变电路结构。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种三相逆变电路，包括电源模块、PWM控制模块以及逆变模块，所述电源模块分别与各个电路模块电性连接，所述PWM控制模块与逆变模块相连接；
所述逆变模块包括驱动单元以及六个桥臂单元，六个所述开关单元分别为第一上桥臂单元、第二上桥臂单元、第三上桥臂单元、第一下桥臂单元、第二下桥臂单元以及第三下桥臂单元，所述第一上桥臂单元与第一下桥臂单元相连，所述第二上桥臂单元与第二下桥臂单元相连，所述第三上桥臂单元与第三下桥臂单元相连，所述驱动单元的输入端与PWM控制模块的输出端相连，所述驱动单元的输出端分别与各个桥臂单元相连；
所述桥臂单元包括驱动输入端、参考地输入端以及开关管M1，所述驱动输入端与开关管M1的栅极相连，所述参考地输入端与开关管M1的源极相连，所述驱动输入端以及参考地输入端分别与驱动单元的输出端相连。
作为上述技术方案的进一步改进，所述桥臂单元还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压管D1以及二极管D2，所述驱动输入端通过电阻R2与开关管M1的栅极相连，所述电阻R1的两端分别与开关管M1的栅极以及参考地输入端相连，所述稳压管D1的正极与参考地输入端相连，所述稳压管D1的负极与开关管M1的栅极相连，所述电阻R3的一端与开关管M1的栅极相连，所述电阻R3的另一端与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与驱动输入端相连。
作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动单元包括型号为IR2130的驱动芯片及其外围电路，所述驱动芯片的输入端分别与PWM控制模块的输出端相连，所述驱动芯片的输出端分别与各个桥臂单元的驱动输入端以及参考地输入端相连。
作为上述技术方案的进一步改进，所述三相逆变电路还包括多个隔离模块，所述PWM控制模块的输出端分别与各个隔离模块的输入端相连，各个所述隔离模块的输出端分别与驱动单元的输入端相连。
作为上述技术方案的进一步改进，所述隔离模块包括型号为TLP250的光电耦合器及其外围电路，所述PWM控制模块的输出端与光电耦合器的输入端相连，所述光电耦合器的输出端与驱动单元的输入端相连。
作为上述技术方案的进一步改进，所述三相逆变电路还包括通信模块，所述通信模块包括RS232通信单元以及CAN通信单元，所述PWM控制模块分别与RS232通信单元以及CAN通信单元相连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述PWM控制模块包括型号为TMS320F28335的DSP控制芯片及其外围电路，所述DSP控制芯片的输出端与驱动单元的输入端相连。
本发明的有益效果是：本发明通过在各个桥臂单元中设置驱动输入端以及参考地输入端，便于驱动单元直接向桥臂单元的驱动输入端以及参考地输入端输入用于控制开关管M1导通与截止的驱动信号，由于驱动单元能够对开关管M1的栅极以及源极的电位直接控制，有效简化逆变电路的电路结构。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的电路模块框架图；
图2是本发明的桥臂单元的电路原理图；
图3是本发明的驱动单元的电路原理图；
图4是本发明的隔离模块的电路原理图；
图5是本发明的PWM控制模块的电路原理图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本申请的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本申请保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。最后需要说明的是，如文中术语“中心、上、下、左、右、竖直、水平、内、外”等指示的方位或位置关系则为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
参照图1～图5，本申请公开了一种三相逆变电路，其第一实施例包括电源模块、PWM控制模块以及逆变模块，所述电源模块分别与各个电路模块电性连接，所述PWM控制模块与逆变模块相连接；
所述逆变模块包括驱动单元以及六个桥臂单元，六个所述桥臂单元分别为第一上桥臂单元、第二上桥臂单元、第三上桥臂单元、第一下桥臂单元、第二下桥臂单元以及第三下桥臂单元，所述第一上桥臂单元与第一下桥臂单元相连，所述第二上桥臂单元与第二下桥臂单元相连，所述第三上桥臂单元与第三下桥臂单元相连，所述驱动单元的输入端与PWM控制模块的输出端相连，所述驱动单元的输出端分别与各个桥臂单元相连；
所述桥臂单元包括驱动输入端、参考地输入端以及开关管M1，所述驱动输入端与开关管M1的栅极相连，所述参考地输入端与开关管M1的源极相连，所述驱动输入端以及参考地输入端分别与驱动单元的输出端相连。
具体地，本实施例中通过在各个桥臂单元中设置驱动输入端以及参考地输入端，便于驱动单元直接向桥臂单元的驱动输入端以及参考地输入端输入用于控制开关管M1导通与截止的驱动信号，由于驱动单元能够对开关管M1的栅极以及源极的电位直接控制，有效简化逆变电路的电路结构。
进一步作为优选的实施方式，本实施例中，所述桥臂单元还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压管D1以及二极管D2，所述驱动输入端通过电阻R2与开关管M1的栅极相连，所述电阻R1的两端分别与开关管M1的栅极以及参考地输入端相连，所述稳压管D1的正极与参考地输入端相连，所述稳压管D1的负极与开关管M1的栅极相连，所述电阻R3的一端与开关管M1的栅极相连，所述电阻R3的另一端与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与驱动输入端相连。其中电阻R2作为开关管M1的开通电阻，电阻R3作为开关管M1的关断电阻，通常选取开通电阻大于关断电阻以避免米勒效应导致的开关管M1误导通，所述稳压管D1用于防止开关管M1栅极与源极间驱动电压过高，所述电阻R1避免外加高压的干扰而引起的开关管M1误触发。
进一步作为优选的实施方式，本实施例中，所述驱动单元包括型号为IR2130的驱动芯片及其外围电路，所述驱动芯片的输入端分别与PWM控制模块的输出端相连，所述驱动芯片的输出端分别与各个桥臂单元的驱动输入端以及参考地输入端相连。
进一步作为优选的实施方式，本实施例中，所述三相逆变电路还包括多个隔离模块，所述PWM控制模块的输出端分别与各个隔离模块的输入端相连，各个所述隔离模块的输出端分别与驱动单元的输入端相连。本实施例通过隔离模块的设置，实现控制侧和功率侧电气隔离，保障逆变电路的安全。
进一步作为优选的实施方式，本实施例中，所述隔离模块包括型号为TLP250的光电耦合器及其外围电路，所述PWM控制模块的输出端与光电耦合器的输入端相连，所述光电耦合器的输出端与驱动单元的输入端相连。
进一步作为优选的实施方式，本实施例中，所述三相逆变电路还包括通信模块，所述通信模块包括RS232通信单元以及CAN通信单元，所述PWM控制模块分别与RS232通信单元以及CAN通信单元相连接。具体地，本实施例中所述RS232通信单元包括型号为SP3232E的电平转换芯片及其外围电路，所述CAN通信单元包括型号为TJA1040的总线收发芯片及其外围电路。
进一步作为优选的实施方式，本实施例中，所述PWM控制模块包括型号为TMS320F28335的DSP控制芯片及其外围电路，所述DSP控制芯片的输出端与驱动单元的输入端相连。
以上对本申请的较佳实施方式进行了具体说明，但本申请并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种三相逆变电路，其特征在于，包括电源模块、PWM控制模块以及逆变模块，所述电源模块分别与各个电路模块电性连接，所述PWM控制模块与逆变模块相连接；
所述逆变模块包括驱动单元以及六个桥臂单元，六个所述开关单元分别为第一上桥臂单元、第二上桥臂单元、第三上桥臂单元、第一下桥臂单元、第二下桥臂单元以及第三下桥臂单元，所述第一上桥臂单元与第一下桥臂单元相连，所述第二上桥臂单元与第二下桥臂单元相连，所述第三上桥臂单元与第三下桥臂单元相连，所述驱动单元的输入端与PWM控制模块的输出端相连，所述驱动单元的输出端分别与各个桥臂单元相连；
所述桥臂单元包括驱动输入端、参考地输入端以及开关管M1，所述驱动输入端与开关管M1的栅极相连，所述参考地输入端与开关管M1的源极相连，所述驱动输入端以及参考地输入端分别与驱动单元的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的一种三相逆变电路，其特征在于：所述桥臂单元还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、稳压管D1以及二极管D2，所述驱动输入端通过电阻R2与开关管M1的栅极相连，所述电阻R1的两端分别与开关管M1的栅极以及参考地输入端相连，所述稳压管D1的正极与参考地输入端相连，所述稳压管D1的负极与开关管M1的栅极相连，所述电阻R3的一端与开关管M1的栅极相连，所述电阻R3的另一端与二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与驱动输入端相连。
3.根据权利要求2所述的一种三相逆变电路，其特征在于：所述驱动单元包括型号为IR2130的驱动芯片及其外围电路，所述驱动芯片的输入端分别与PWM控制模块的输出端相连，所述驱动芯片的输出端分别与各个桥臂单元的驱动输入端以及参考地输入端相连。
4.根据权利要求1所述的一种三相逆变电路，其特征在于：还包括多个隔离模块，所述PWM控制模块的输出端分别与各个隔离模块的输入端相连，各个所述隔离模块的输出端分别与驱动单元的输入端相连。
5.根据权利要求4所述的一种三相逆变电路，其特征在于：所述隔离模块包括型号为TLP250的光电耦合器及其外围电路，所述PWM控制模块的输出端与光电耦合器的输入端相连，所述光电耦合器的输出端与驱动单元的输入端相连。
6.根据权利要求1所述的一种三相逆变电路，其特征在于：还包括通信模块，所述通信模块包括RS232通信单元以及CAN通信单元，所述PWM控制模块分别与RS232通信单元以及CAN通信单元相连接。
7.根据权利要求1所述的一种三相逆变电路，其特征在于：所述PWM控制模块包括型号为TMS320F28335的DSP控制芯片及其外围电路，所述DSP控制芯片的输出端与驱动单元的输入端相连。
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