CN202737780U - 一种h桥逆变电路的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种H桥逆变电路的驱动电路，设置有下桥臂驱动电路，下桥臂驱动电路包括比较电路单元、用于驱动下桥臂左侧的开关器件的第一驱动单元和用于驱动下桥臂右侧的开关器件的第二驱动单元，比较电路单元主要由比较器和外围电路组成，第二驱动单元的电路结构与第一驱动单元相同，第一驱动单元和第二驱动单元比较器对称的连接在比较器上；优点是提高了下桥臂的两个开关器件的开通速度，从而使两个开关器件损失在电路上的损耗功率减小，降低了H桥逆变电路的能耗，提高了其效率，另外通过硬件电路对H桥逆变电路进行控制，可靠性较高。

Description

一种H桥逆变电路的驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种H桥电路的驱动电路，尤其是涉及一种H桥逆变电路的驱动电路。 

背景技术

光伏并网逆变器是光伏并网发电系统中最关键的设备，并网逆变器的性能直接影响整个并网发电系统的性能。在中小功率场合，通常采用高频直流变换器与H桥逆变电路级联构成的并网逆变器拓补，高频直流变换器输出电压/电流按照正弦半波的形状变化，经H桥逆变电路后产生正弦交流电压/电流，进而将光伏电池发出的电能并入电网。H桥逆变电路主要由四个开关器件呈H型连接而形成，其中位于H桥逆变电路上端左右两侧的两个功率器件连接形成上桥臂，位于H桥逆变电路下端左右两侧的两个功率器件连接形成下桥臂。目前，对于H桥逆变电路的控制主要是基于传统的载波脉宽调制法的软件程序的控制，软件程序一般根据需要设定四个开关器件的开启和关断，其中在H桥逆变电路输出的电压转换时，很容易造成开关器件的开关次数增加，从而增加了开关损耗，降低了效率，另外通过软件方式控制，容易出现程序紊乱导致误操作，其可靠性较低。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能耗较低，功率较高，可靠性高的H桥逆变电路的驱动电路。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种H桥逆变电路的驱动电路，设置有下桥臂驱动电路，所述的下桥臂驱动电路包括比较电路单元、用于驱动下桥臂左侧的开关器件的第一驱动单元和用于驱动下桥臂右侧的开关器件的第二驱动单元，所述的比较电路单元主要由比较器和外围电路组成，所述的比较器设置有电源电压输入端、接地端、第一同相信号输入端、第一反向信号输入端、第一输出端、第二同相信号输入端、第二反向信号输入端和第二输出端，所述的比较器的第一反向信号输入端和所述的比较器的第二反向信号输入端连接，所述的第一驱动单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述的第一三极管的基极、所述的第二电阻的一端、所述的第三电阻的一端和所述的第一稳压管的阴极并接于所述的比较器的第一同相信号输入端，所述的第一三极管的发射极与所述的第一二极管的阳极连接，所述的第一三极管的集电极、所述的第一电阻的一端和所述的第二 电阻的另一端并接，所述的第一电阻的另一端与所述的第四电阻的一端连接，所述的第一二极管的阴极、所述的第一电容的一端和所述的第二三极管的集电极并接于所述的比较器的电源电压输入端，所述的第二三极管的基极、所述的第四电阻的另一端、所述的第二二极管的阴极并接于所述的比较器的第一输出端，所述的第二三极管的发射极、所述的第五电阻的一端、所述的第六电阻的一端、所述的第二二极管的阳极和所述的第三电阻的另一端并接，所述的第五电阻的另一端、所述的第一电容的另一端与所述的第一稳压管的阳极并接于所述的比较器的接地端，所述的第六电阻的另一端为第一驱动信号输出端，所述的第二驱动单元的电路结构与所述的第一驱动单元相同，所述的第二驱动单元相对所述的第一驱动单元对称的连接在所述的比较器的电源电压输入端、接地端、第二同相信号输入端和第二输出端。 

所述的比较器为型号为LM393的集成芯片，外围电路包括第七电阻和第八电阻，所述的第七电阻的一端与所述的比较器的电源电压输入端连接，所述的第七电阻的另一端与所述的第八电阻的一端并接于所述的比较器的第一反向信号输入端，所述的第八电阻的另一端与所述的比较器的接地端连接。 

所述的第一三极管和所述的第二三极管的型号均为NPN92。 

还设置有上桥臂驱动电路，所述的上桥臂驱动电路包括用于驱动上桥臂左侧的开关器件的第三驱动单元和用于驱动上桥臂右侧的开关器件的第四驱动单元，所述的第三驱动单元包括第五三极管、第六三极管、第三电容、第五二极管、第六二极管、第三稳压管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻和第二十一电阻，所述的第五三极管的基极、所述的第十七电阻的一端、所述的第五二极管的阳极、所述的第三稳压管的阴极和所述的第十八电阻的一端并接，所述的第五三极管的集电极、所述的第十七电阻的另一端、所述的第五二极管的阴极和所述的第十五电阻的一端并接，所述的第五三极管的发射极、所述的第十六电阻的另一端和所述的第六二极管的阳极并接，所述的第六二极管的阴极、所述的第三电容的一端、所述的第十九电阻的一端和所述的第二十电阻的一端并接、所述的第六三极管的基极、所述的第十八电阻的另一端和所述的第十九电阻的另一端并接，所述的第六三极管的发射极、所述的第三稳压管的阳极和所述的第三电容的另一端并接，所述的第六三极管的集电极、所述的第二十电阻的另一端和所述的第二十一电阻的一端并接，所述的第二十一电阻的另一端为第三驱动信号输出端，所述的第十五电阻的另一端用于连接所述的第四驱动单元，所述的第四驱动单元的电路结构与所述的第三驱动单元的电路结构相同。 

所述的第三电容并接有第四稳压管，所述的第三电容的一端与所述的第四稳压管的 阴极连接，所述的第三电容的另一端与所述的第四稳压管的阳极连接。 

与现有技术相比，本实用新型的优点在于第一驱动单元中通过第一稳压管工作在反相击穿区来产生矩形波来将第一三极管开通，在第一三极管开通周期内向第一电容充电，第一电容充电产生的电压通过电阻分压后与第一稳压管的电压通过比较器做比较产生矩形波，这个矩形波通过对第二三极管的开通产生第一驱动信号来驱动下桥臂的一个功率器件，第二驱动单元产生第二驱动信号来驱动下桥臂的另一个功率器件，提高了下桥臂的两个开关器件的开通速度，从而使两个开关器件损失在电路上的损耗功率减小，降低了H桥逆变电路的能耗，提高了其效率，另外通过硬件电路对H桥逆变电路进行控制，可靠性较高； 

     当还设置有上桥臂驱动电路，上桥臂驱动电路包括用于驱动上桥臂左侧的开关器件的第三驱动单元和用于驱动上桥臂右侧的开关器件的第四驱动单元时，第三驱动单元中通过第三电容充电自举产生电压，该电压通过第五三极管控制第三稳压管的开通和关闭从而稳压产生驱动电压，然后通过第六三极管的开通与关断从而产生第三驱动信号来驱动上桥臂的一个开关器件，第四驱动单元同理产生第四驱动信号来驱动上桥臂的另一个开关器件，多个二极管和三极管的共同作用可以使H桥逆变电路的上桥臂的两个开关器件的开通速度加快，从而使两个开关器件损失在电路上的损耗功率减小，进一步降低了H桥逆变电路的能耗，提高了其效率；

当第三电容上并接有第二稳压管时，通过第二稳压管对第三电容进行过压保护，可以防止第三电容被击穿。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的电路原理图； 

图2为本实用新型实施例二中的第三驱动单元和第四驱动单元的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。 

实施例一：如图1所示，一种H桥逆变电路的驱动电路，其特征在于设置有下桥臂驱动电路，下桥臂驱动电路包括比较电路单元、用于驱动下桥臂左侧的开关器件的第一驱动单元和用于驱动下桥臂右侧的开关器件的第二驱动单元，比较电路单元主要由比较器U1和外围电路组成，比较器U1设置有电源电压输入端、接地端、第一同相信号输入端、第一反向信号输入端、第一输出端、第二同相信号输入端、第二反向信号输入端和第二输出端，比较器U1的第一反向信号输入端和比较器U1的第二反向信号输入端连接，第一驱动单元包 括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一稳压管Z1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，第一三极管Q1的基极、第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端和第一稳压管Z1的阴极并接于比较器U1的第一同相信号输入端，第一三极管Q1的发射极与第一二极管D1的阳极连接，第一三极管Q1的集电极、第一电阻R1的一端和第二电阻R2的另一端并接，第一电阻R1的另一端与第四电阻R4的一端连接，第一二极管D1的阴极、第一电容C1的一端和第二三极管Q2的集电极并接于比较器U1的电源电压输入端，第二三极管Q2的基极、第四电阻R4的另一端、第二二极管D2的阴极并接于比较器U1的第一输出端，第二三极管Q2的发射极、第五电阻R5的一端、第六电阻R6的一端、第二二极管D2的阳极和第三电阻R3的另一端并接，第五电阻R5的另一端、第一电容C1的另一端与第一稳压管Z1的阳极并接于比较器U1的接地端，第六电阻R6的另一端为第一驱动信号输出端DOWN1，第二驱动单元的电路结构与第一驱动单元相同，第二驱动单元相对第一驱动单元对称的连接在比较器U1的电源电压输入端、接地端、第二同相信号输入端和第二输出端。 

上述具体实施例中，比较器U1可以选用型号为LM393的集成芯片，外围电路可以包括第七电阻R7和第八电阻R8，第七电阻R7的一端与比较器U1的电源电压输入端连接，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端并接于比较器U1的第一反向信号输入端，第八电阻R8的另一端与比较器U1的接地端连接，第一三极管Q1和第二三极管Q2的型号可以均为NPN92。 

实施例二：如图2所示，本实施例与实施例一基本相同，其区别仅在于还设置有上桥臂驱动电路，上桥臂驱动电路包括用于驱动上桥臂左侧的开关器件的第三驱动单元和用于驱动上桥臂右侧的开关器件的第四驱动单元，第三驱动单元包括第五三极管Q5、第六三极管Q6、第三电容C3、第五二极管D5、第六二极管D6、第三稳压管Z3、第十五电阻R15、第十六电阻R6、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20和第二十一电阻R21，第五三极管Q5的基极、第十七电阻R17的一端、第五二极管D5的阳极、第三稳压管Z3的阴极和第十八电阻R18的一端并接，第五三极管Q5的集电极、第十七电阻R17的另一端、第五二极管D2的阴极和第十五电阻R15的一端并接，第五三极管Q5的发射极、第十六电阻R6的另一端和第六二极管D6的阳极并接，第六二极管D6的阴极、第三电容C3的一端、第十九电阻R19的一端和第二十电阻R20的一端并接、第六三极管Q3的基极、第十八电阻R18的另一端和第十九电阻R19的另一端并接，第六三极管Q6的发射极、第三稳压管Z3的阳极和第三电容C3的另一端并接，第六三极管Q6的集电极、 第二十电阻R20的另一端和第二十一电阻R21的一端并接，第二十一电阻R21的另一端为第三驱动信号输出端UP1，第十五电阻R15的另一端用于连接第四驱动单元，第四驱动单元的电路结构与第三驱动单元的电路结构相同。 

上述具体实施例中，第三电容C3并接有第四稳压管Z4，第三电容C3的一端与第四稳压管Z4的阴极连接，第三电容C3的另一端与第四稳压管Z4的阳极连接。 

Claims (5)

1.一种H桥逆变电路的驱动电路，其特征在于设置有下桥臂驱动电路，所述的下桥臂驱动电路包括比较电路单元、用于驱动下桥臂左侧的开关器件的第一驱动单元和用于驱动下桥臂右侧的开关器件的第二驱动单元，所述的比较电路单元主要由比较器和外围电路组成，所述的比较器设置有电源电压输入端、接地端、第一同相信号输入端、第一反向信号输入端、第一输出端、第二同相信号输入端、第二反向信号输入端和第二输出端，所述的比较器的第一反向信号输入端和所述的比较器的第二反向信号输入端连接，所述的第一驱动单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述的第一三极管的基极、所述的第二电阻的一端、所述的第三电阻的一端和所述的第一稳压管的阴极并接于所述的比较器的第一同相信号输入端，所述的第一三极管的发射极与所述的第一二极管的阳极连接，所述的第一三极管的集电极、所述的第一电阻的一端和所述的第二电阻的另一端并接，所述的第一电阻的另一端与所述的第四电阻的一端连接，所述的第一二极管的阴极、所述的第一电容的一端和所述的第二三极管的集电极并接于所述的比较器的电源电压输入端，所述的第二三极管的基极、所述的第四电阻的另一端、所述的第二二极管的阴极并接于所述的比较器的第一输出端，所述的第二三极管的发射极、所述的第五电阻的一端、所述的第六电阻的一端、所述的第二二极管的阳极和所述的第三电阻的另一端并接，所述的第五电阻的另一端、所述的第一电容的另一端与所述的第一稳压管的阳极并接于所述的比较器的接地端，所述的第六电阻的另一端为第一驱动信号输出端，所述的第二驱动单元的电路结构与所述的第一驱动单元相同，所述的第二驱动单元相对所述的第一驱动单元对称的连接在所述的比较器的电源电压输入端、接地端、第二同相信号输入端和第二输出端。

2.根据权利要求1所述的一种H桥逆变电路的驱动电路，其特征在于所述的比较器为型号为LM393的集成芯片，所述的外围电路包括第七电阻和第八电阻，所述的第七电阻的一端与所述的比较器的电源电压输入端连接，所述的第七电阻的另一端与所述的第八电阻的一端并接于所述的比较器的第一反向信号输入端，所述的第八电阻的另一端与所述的比较器的接地端连接。

3.根据权利要求1所述的一种H桥逆变电路的驱动电路，其特征在于所述的第一三极管和所述的第二三极管的型号均为NPN92。

4.根据权利要求1所述的一种H桥逆变电路的驱动电路，其特征在于还设置有上桥臂驱动电路，所述的上桥臂驱动电路包括用于驱动上桥臂左侧的开关器件的第三驱动单元和用于驱动上桥臂右侧的开关器件的第四驱动单元，所述的第三驱动单元包括第五三极管、第六三极管、第三电容、第五二极管、第六二极管、第三稳压管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻和第二十一电阻，所述的第五三极管的基极、所述的第十七电阻的一端、所述的第五二极管的阳极、所述的第三稳压管的阴极和所述的第十八电阻的一端并接，所述的第五三极管的集电极、所述的第十七电阻的另一端、所述的第五二极管的阴极和所述的第十五电阻的一端并接，所述的第五三极管的发射极、所述的第十六电阻的另一端和所述的第六二极管的阳极并接，所述的第六二极管的阴极、所述的第三电容的一端、所述的第十九电阻的一端和所述的第二十电阻的一端并接、所述的第六三极管的基极、所述的第十八电阻的另一端和所述的第十九电阻的另一端并接，所述的第六三极管的发射极、所述的第三稳压管的阳极和所述的第三电容的另一端并接，所述的第六三极管的集电极、所述的第二十电阻的另一端和所述的第二十一电阻的一端并接，所述的第二十一电阻的另一端为第三驱动信号输出端，所述的第十五电阻的另一端用于连接所述的第四驱动单元，所述的第四驱动单元的电路结构与所述的第三驱动单元的电路结构相同。

5.根据权利要求4所述的一种H桥逆变电路的驱动电路，其特征在于所述的第三电容并接有第四稳压管，所述的第三电容的一端与所述的第四稳压管的阴极连接，所述的第三电容的另一端与所述的第四稳压管的阳极连接。

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