CN202059318U - 隔离的桥式高频mosfet驱动电路 - Google Patents

隔离的桥式高频mosfet驱动电路 Download PDF

Info

Publication number
CN202059318U
CN202059318U CN2011201264140U CN201120126414U CN202059318U CN 202059318 U CN202059318 U CN 202059318U CN 2011201264140 U CN2011201264140 U CN 2011201264140U CN 201120126414 U CN201120126414 U CN 201120126414U CN 202059318 U CN202059318 U CN 202059318U
Authority
CN
China
Prior art keywords
drive circuit
circuit
mosfet
driver
control signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2011201264140U
Other languages
English (en)
Inventor
刘闯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2011201264140U priority Critical patent/CN202059318U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202059318U publication Critical patent/CN202059318U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

一种隔离的桥式高频MOSFET驱动电路，包括：上桥臂驱动电路和下桥臂驱动电路，其中，上桥臂驱动电路包括光电耦合隔离电路、推挽驱动电路、恒压降电路，下桥臂驱动电路仅由光电耦合隔离电路组成，光电耦合隔离电路将输入的控制信号与驱动电路隔离，并将控制信号放大到驱动电源的电平等级；所述的推挽驱动电路由NPN三极管和PNP三极管串联组成，选择输入到上臂MOSFET管的门极电压；恒压降电路维持上臂MOSFET管在驱动过程中栅极与源极的压差稳定，使其导通持续。该驱动电路可快速驱动MOSFET管，驱动电源只需一路，设计简单，可用于高频DC/DC变换器、高频三相逆变器等。

Description

隔离的桥式高频MOSFET驱动电路
技术领域
本实用新型涉及一种隔离的桥式高频MOSFET驱动电路，尤其是能驱动频率超过100kHz的桥式连接的MOSFET管，并将其驱动电路与控制电路隔离。
背景技术
大多数高频开关器件IGBT/MOSFET生产商为了解决其可靠性问题，都生产与其产品相配套的混合集成驱动电路，如美国摩托罗拉公司的MPD系列、日本东芝公司的KT系列、日本富士公司的EXB系列、日本三菱公司的M579系列等，这些驱动电路抗干扰能力强，目前IGBT驱动电路大多采用这种集成芯片，驱动电路采用专门配套设计的电源电路，并与控制电路实施严格的隔离设计，每个IGBT均需要一个独立的驱动电源供电，而在大功率电力电子装置中，一般采用两相或三相全桥电路，三相全桥就需要六路隔离的驱动电源，为保证IGBT的可靠工作，各驱动电源的可靠性要求较高。
用于100kHz以上的高频MOSFET的专用驱动电路还没有较为成熟的方案和产品，高频MOSFET驱动电路要求延迟极短，而集成驱动芯片一般延迟较大，无法满足高频MOSFET驱动的需要，另外，还要考虑到驱动电路与控制电路的隔离。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提出一种隔离的桥式高频MOSFET驱动电路，只需要一路驱动电源就可以驱动两相或三相全桥变换器，采用高速光电耦合芯片对控制信号放大，高速的光电耦合芯片的延迟时间极短，可满足高频MOSFET驱动的要求，且光电耦合器将驱动电路与控制电路隔离，使二者互不影响。
本实用新型采用以下技术方案：
一种桥式MOSFET驱动电路，包括上桥臂MOSFET驱动电路和下桥臂MOSFET驱动电路。
所述的上桥臂MOSFET驱动电路包括光电耦合隔离电路、推挽驱动电路、恒压降电路，所述的光电耦合隔离电路将控制信号(IN1H)与驱动电路隔离，控制信号(IN1H)串接电阻(R1H)与光电耦合器(U1H)的发光二极管连接以避免其损坏，光电耦合器(U1H)的输出串接上拉电阻(R3H)与驱动电源VDriver相连，组成放大电路将控制信号(IN1H)放大到驱动电源VDriver的电平等级；所述的推挽驱动电路包括NPN三极管(Q1)、PNP三极管(Q2)，其基极各自连接有电阻(R4、R5)，以限制基极电流，其发射极直接相连串接电阻(R2H)与上臂MOSFET管(S1H)门极相连，串接的电阻(R2H)限制驱动电流以保护所驱动的MOSFET管(S1H)；所述的恒压降电路，NPN三极管(Q1)的集电极与PNP三极管(Q2)的集电极之间连接一个无极性电容(C2)和一个电解电容(C1)，电解电容(C1)的极性向NPN三极管(Q1)的集电极一侧，且NPN三极管(Q1)的集电极反向串接快速二极管(D)与驱动电源VDriver连接。
所述的下桥臂MOSFET驱动电路由光电耦合电路组成，光电耦合隔离电路将控制信号(IN1L)与驱动电路隔离，控制信号(IN1L)串接电阻(R1L)后与光电耦合器(U1L)的发光二极管连接以避免其损坏，光电耦合器(U1L)的输出串接上拉电阻(R3L)与驱动电源VDriver相连，组成放大电路将控制信号放大到驱动电源VDriver的电平等级；光电耦合器(U1L)的输出直接串接电阻(R2L)与驱动的下臂MOSFET管(S1L)门极相连，串接的电阻(R2L)限制驱动电流以保护所驱动的MOSFET管(S1L)。
驱动桥式变换器之前，先将下臂MOSFET管(S1L)导通，则上臂驱动电路中的快速二极管(D)导通，对上臂驱动电路中的电解电容器(C1)充电，驱动上臂MOSFET管(S1H)时，NPN三极管(Q1)导通，上臂MOSFET管(S1H)栅极与源极的压差即是电解电容器(C1)的电压，上臂MOSFET管(S1H)导通后，其源极电压跳变为桥式变换器的输入电压VDC，NPN三极管(Q1)的集电极电压跳变为输入电压VDC与电解电容器(C1)电压之和，快速二极管(D)关断，对驱动电源VDriver不会产生影响，上臂MOSFET管(S1H)的栅极与源极的压差仍然保持为电解电容器(C1)的压降，上臂MOSFET管(S1H)持续导通。
对于驱动电源VDriver直接由VDC变换得到，或与控制电路隔离的电源，驱动两桥或三桥，驱动电源都只需要一路。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：第一、可驱动桥式高频MOSFET管；第二、将控制电路与驱动电路隔离；第三、驱动电源只需要一路，设计简单。
附图说明
图为本实用新型实施例，隔离的桥式高频MOSFET驱动电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。因此，应当明白，所附的权利要求意欲涵盖落入本实用新型的真实精神的所有这些修改和改变。
如图所示，一个桥臂的S1H和S1L为所要驱动的MOSFET管，IN1H、IN1L分别为S1H和S1L的控制信号，IN1H和IN1L是一对互补的信号，S1H和S1L的通断互补，即S1H通S1L断，S1L通S1H断。NPN三极管Q1与PNP三极管Q2组成推挽电路驱动上臂MOSFET管S1H，光电耦合器U1L串接电阻R2L直接驱动下臂MOSFET管S1L。
光电耦合器U1H、U1L将控制信号与驱动电路隔离，且具有放大信号的功能，控制信号一般由控制器输出，电平为3.3V或5V，不足以驱动功率较大的MOSFET管。当控制信号IN1H为高电平时，光电耦合器U1H触发，MH点为低电平，PNP三极管Q2导通，NH点为低电平；反之，MH点为高电平VDriver，VDriver选择为15V，将控制信号IN1H放大到15V的电平等级，NPN三极管Q1导通，NH点为高电平VDriver，驱动上臂MOSFET管S1H导通，R点电压为VDC，P点电压跳变为VDC与电解电容器C1电压之和，快速二极管D关断，MOSFET管S1H的栅极与源极的压差仍保持为电解电容器C1的压降，持续保持导通状态。光电耦合器U1L将控制信号IN1L放大后直接串接电阻R2L驱动下臂MOSFET管S1L，当控制信号IN1L为高电平时，光电耦合器U1L触发，ML点为低电平；反之，ML点为高电平VDriver，驱动下臂MOSFET管S1L导通，上桥臂驱动电路中的快速二极管D导通对电解电容器C1充电。
电阻R1H、R1L限制光电耦合器U1H、U1L的输入电流，防止光电耦合器内部的发光二极管损坏；电阻R3H、R3L为上拉电阻，与光电耦合器U1H、U1L组成放大电路，将控制信号放大；电阻R4、R5分别连接在Q1、Q2的基极，限制基极的电流。Q1、Q2的发射极连接点NH与所驱动的上臂MOSFET管S1H门极之间连接电阻R2H，限制驱动电流，保护MOSFET管S1H；光电耦合器U1L输出点ML与所驱动的下臂MOSFET管S1L门极之间连接电阻R2H，限制驱动电流，保护MOSFET管S1L。电容器C1、C2维持上桥臂驱动电路的电源稳定，并在驱动上桥臂MOSFET管S1H时提供恒定压降。

Claims (5)

1.一种隔离的桥式高频MOSFET驱动电路，包括：上桥臂驱动电路和下桥臂驱动电路。
2.根据权利要求1所述的隔离的桥式高频MOSFET驱动电路，其特征是，上桥臂驱动电路包括光电耦合隔离电路、推挽驱动电路、恒压降电路，所述的光电耦合隔离电路将控制信号IN1H与驱动电路隔离，控制信号IN1H串接电阻R1H后与光电耦合器U1H的发光二极管连接，光电耦合器U1H输出串接上拉电阻R3H后与驱动电源VDriver相连，组成放大电路将控制信号IN1H放大到驱动电源VDriver的电平等级；所述的推挽驱动电路包括NPN三极管Q1、PNP三极管Q2，其基极各自连接有电阻R4、R5，其发射极直接相连串接电阻R2H后与上臂MOSFET管S1H门极相连；所述的恒压降电路，NPN三极管Q1的集电极与PNP三极管Q2的集电极之间连接一个无极性电容C2和一个电解电容C1，电解电容C1的极性向NPN三极管Q1的集电极一侧，且NPN三极管Q1的集电极反向串接快速二极管D后与驱动电源VDriver连接。
3.根据权利要求1所述的隔离的桥式高频MOSFET驱动电路，其特征是，下桥臂MOSFET驱动电路由光电耦合电路组成，光电耦合电路将控制信号IN1L与驱动电路隔离，控制信号串接电阻R1L与光电耦合器U1L的发光二极管连接，光电耦合器U1L输出串接上拉电阻R3L与驱动电源VDriver相连，组成放大电路将控制信号IN1L放大到驱动电源VDriver的电平等级；光电耦合器U1L的输出直接串接电阻R2L与下臂MOSFET管S1L门极相连。
4.根据权利要求1所述的隔离的桥式高频MOSFET驱动电路，其特征是，驱动桥式变换器之前，先将所有桥式下臂MOSFET管导通，上臂驱动电路中的快速二极管D导通，对上臂驱动电路中的电解电容器C1充电，驱动上臂MOSFET管时，NPN三极管Q1导通，上臂MOSFET管栅极与源极的压差即是电解电容器的电压，上臂MOSFET管导通后，其源极电压跳变为桥式变换器的输入电压VDC，NPN三极管Q1的集电极电压跳变为输入电压VDC与电解电容器电压之和，快速二极管关断，对驱动电源VDriver不会产生影响，而上臂MOSFET管的栅极与源极的压差仍保持为电解电容器C1的电压。
5.根据权利要求1所述的隔离的桥式高频MOSFET驱动电路，其特征是，对于驱动电源VDriver直接由功率电路的电源变换得到，或与控制电路隔离的电源，驱动两桥或三桥，驱动电源都只需要一路。 
CN2011201264140U 2011-04-26 2011-04-26 隔离的桥式高频mosfet驱动电路 Expired - Fee Related CN202059318U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011201264140U CN202059318U (zh) 2011-04-26 2011-04-26 隔离的桥式高频mosfet驱动电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011201264140U CN202059318U (zh) 2011-04-26 2011-04-26 隔离的桥式高频mosfet驱动电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202059318U true CN202059318U (zh) 2011-11-30

Family

ID=45019281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011201264140U Expired - Fee Related CN202059318U (zh) 2011-04-26 2011-04-26 隔离的桥式高频mosfet驱动电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202059318U (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103151907A (zh) * 2011-12-07 2013-06-12 哈尔滨智木科技有限公司 一种大功率mosfet驱动方法
CN103441750A (zh) * 2013-07-30 2013-12-11 深圳市天微电子有限公司 高低压区信号传输系统
CN103532357A (zh) * 2012-07-04 2014-01-22 北京精密机电控制设备研究所 一种基于mosfet的功率驱动电路
CN104135257A (zh) * 2014-06-30 2014-11-05 安徽国科电力设备有限公司 一种新型稳定实用的可控硅触发电路
CN106026623A (zh) * 2016-06-23 2016-10-12 广州金升阳科技有限公司 一种隔离式电子开关
CN107947543A (zh) * 2017-12-29 2018-04-20 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 多输入组件级快速关断装置及其驱动电路和光伏系统
CN108599554A (zh) * 2018-05-09 2018-09-28 重庆理工大学 一种双极性升降压直流变换器
CN109687714A (zh) * 2017-10-18 2019-04-26 夏普株式会社 功率转换装置
CN110534323A (zh) * 2019-09-27 2019-12-03 山东广域科技有限责任公司 有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器
CN112039321A (zh) * 2020-07-14 2020-12-04 宁波安信数控技术有限公司 一种伺服驱动器igbt模块的上下电锁定保护电路

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103151907A (zh) * 2011-12-07 2013-06-12 哈尔滨智木科技有限公司 一种大功率mosfet驱动方法
CN103532357A (zh) * 2012-07-04 2014-01-22 北京精密机电控制设备研究所 一种基于mosfet的功率驱动电路
CN103441750A (zh) * 2013-07-30 2013-12-11 深圳市天微电子有限公司 高低压区信号传输系统
CN103441750B (zh) * 2013-07-30 2016-09-28 深圳市天微电子股份有限公司 高低压区信号传输系统
CN104135257A (zh) * 2014-06-30 2014-11-05 安徽国科电力设备有限公司 一种新型稳定实用的可控硅触发电路
CN106026623A (zh) * 2016-06-23 2016-10-12 广州金升阳科技有限公司 一种隔离式电子开关
CN106026623B (zh) * 2016-06-23 2019-07-19 广州金升阳科技有限公司 一种隔离式电子开关
CN109687714A (zh) * 2017-10-18 2019-04-26 夏普株式会社 功率转换装置
CN107947543A (zh) * 2017-12-29 2018-04-20 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 多输入组件级快速关断装置及其驱动电路和光伏系统
CN108599554A (zh) * 2018-05-09 2018-09-28 重庆理工大学 一种双极性升降压直流变换器
CN110534323A (zh) * 2019-09-27 2019-12-03 山东广域科技有限责任公司 有载调压驱动开关电路以及应用该开关电路的三相变压器
CN112039321A (zh) * 2020-07-14 2020-12-04 宁波安信数控技术有限公司 一种伺服驱动器igbt模块的上下电锁定保护电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202059318U (zh) 隔离的桥式高频mosfet驱动电路
CN102545559A (zh) 栅极驱动电路及半导体装置
CN101753000A (zh) 栅极浮置及电平转换的功率mos管栅极驱动电路及方法
CN102594129B (zh) 一种变频器直流母线电容的充电控制方法及其实现电路
US8760200B2 (en) Gate driving apparatus
CN201328070Y (zh) 一种基于普通光耦合器的智能化功率模块驱动电路
CN111474460B (zh) Igbt栅极电阻故障检测系统
CN202737730U (zh) Igbt驱动电路及三相半桥逆变器驱动电路
CN201774245U (zh) Pfc过流保护电路
CN201699683U (zh) 用于提高数据传输速率的光电耦合电路
CN104242611A (zh) 一种半桥igbt驱动模块
CN202059165U (zh) 一种在线检测igbt器件短路和开路故障的控制器
CN207490887U (zh) Igbt高频软开关驱动厚膜
CN201750125U (zh) 一种短路自锁保护电路
CN202663372U (zh) 绝缘栅双极性晶体管驱动保护器
CN202586764U (zh) 一种马达驱动的h桥输出电路
CN104218780A (zh) 基于2ed020i12-f2芯片的igbt驱动电路
CN204168179U (zh) 一种高精度半桥逆变驱动保护电路
CN106100433A (zh) 一种适用于多种调制模式的脉冲供电电路
CN203026919U (zh) 一种光伏逆变器电源的输入欠压保护电路
CN203465544U (zh) 开关电源能效控制电路
CN202749802U (zh) 一种变频器输出短路时保护igbt的电路
CN203193501U (zh) 一种直流无刷电机驱动器的上下半桥驱动互锁装置
CN101741268B (zh) 交流/直流开关电源的脉宽调制控制电路
CN211063529U (zh) 基于光纤技术的大功率igbt驱动控制板

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111130

Termination date: 20120426