CN204465496U - 一种隔离式高端驱动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种隔离式高端驱动器，包括集成后微封装在金属密闭腔体内的隔离驱动电路和隔离电源，隔离驱动电路包括高速数字隔离器和栅驱动器电路，高速数字隔离器的输入端接高频脉冲宽度调制变换器，输出端与栅驱动器电路的输入端相接，隔离电源连接高速数字隔离器输入电源端，栅驱动器电路的输出端接MOS管G极。该器件可实现单电源+5V供电，可满足SiC-MOS管/IGBT管栅极驱动的要求，确保SiC-MOS管/IGBT管的可靠导通和关断。且具有较高的隔离度和抗扰度，确保在高频PWM信号和D极高电压的情况下电路可靠正常的工作，且最高工作温度≥200℃。具有体积小、结构简单，抗冲击能强，可靠性高，寿命长等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于电子技术领域，涉及一种隔离式高端驱动器。
背景技术
目前已知用于同领域的驱动器，大部分是电源与驱动部分为分立器件，体积大且没有隔离功能，占空比范围小，工作温度低等缺点。在使用中造成配套连接安装复杂，抗干扰能力差，功耗增加，可靠性降低，高温下工作不稳定等问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种体积小、结构简单，抗冲击能力强，可靠性高，寿命长，高隔离度和抗扰度，工作温度≥200℃的隔离式高端驱动器，在使用中，只需提供+5V电源即可工作，确保了在高频PWM信号和D极高电压的情况下电路可靠正常的工作。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种隔离式高端驱动器，包括集成后微封装在金属密闭腔体内的隔离驱动电路和隔离电源，隔离驱动电路包括高速数字隔离器和栅驱动器电路，高速数字隔离器的输入端接高频脉冲宽度调制变换器，输出端与栅驱动器电路的输入端相接，隔离电源连接高速数字隔离器的输入电源端，栅驱动器电路的输出端接MOS管G极。
所述的隔离电源包括DC/DC驱动器、变压器和整流滤波电路，DC/DC驱动器的输入端分别接高速数字隔离器的输入电源端和+5v电压，DC/DC驱动器输出端接变压器的初级线圈两端，变压器次级线圈的两端接整流滤波电路输入端，整流滤波电路输出端为隔离正负电源和隔离地。
所述的整流滤波电路输出端的11号引脚接MOS管的S极。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
该器件可实现单电源+5V供电，内部提供浮空的VCC(+16V～+20V)和VEE(-3V～-6V)，能将最大1MHz占空比为0-100％的TTL/CMOS电平PWM信号转换成隔离的VCC到VEE的驱动信号，可满足SiC-MOS管/IGBT管栅极驱动的要求，确保SiC-MOS管/IGBT管的可靠导通和关断。其最大瞬态峰值驱动电流为4A，且具有较高的隔离度和抗扰度，确保在高频PWM信号和D极高电压的情况下电路可靠正常的工作，且最高工作温度≥200℃。该器件特点是：体积小、结构简单，抗冲击能强，可靠性高，寿命长。
附图说明
图1为本实用新型提供的隔离式高端驱动器的电原理框图；
图2为本实用新型提供的隔离式高端驱动器的应用示意图；
图3为本实用新型输入与输出波形图。
其中：1为高频脉冲宽度调制变换器；2为高速数字隔离器；3为栅驱动器电路；4为DC/DC驱动器；5为变压器；6为整流滤波电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参见图1至图3，一种隔离式高端驱动器，包括集成后微封装在金属密闭腔体内的隔离驱动电路和隔离电源，隔离驱动电路包括高速数字隔离器2和栅驱动器电路3，高速数字隔离器2的输入端接高频脉冲宽度调制变换器1，高速数字隔离器2输出端与栅驱动器电路3的输入端相接，栅驱动器电路3的输出端接MOS管G极；所述的隔离电源包括DC/DC驱动器4、变压器5和整流滤波电路6，DC/DC驱动器4的输入端分别接高速数字隔离器2的输入电源端和+5v电压，DC/DC驱动器4输出端接变压器5的初级线圈两端，变压器5次级线圈的两端接整流滤波电路6输入端，整流滤波电路6输出端为隔离正负电源和隔离地，所述的整流滤波电路6输出端的11号引脚接MOS管的S极。
具体的，参见图1，该器件的引腿功能如下表：其中5脚GND和11脚SGND分别为输入地和输出隔离地，这两个引脚不能外部连接。
其中，图2中C1是输出电源旁路，用于减小电源纹波对电路的干扰；RG＝10Ω是输出缓冲电阻，用于减小输出驱动波形的过冲；M1是被驱动电路SiC-MOSFET；R0是输出负载，该负载应选用无感电阻，否则会对SiC-MOSFET产生损伤甚至击穿；D1为肖特基二极管，用于降低负载中寄生电感的影响，保护被驱动电路。
图3是输入输出波形图，输入信号为0-5V、最大频率250KHz、占空比0-100％的TTL/CMOS电平PWM信号；输出为VCC-VEE的PWM驱动信号。
需要说明的是，由于SIC-MOSFET的正向跨导较一般的MOSFET小，高温下Vth(os)下降较多，因此需要较高的正向开启电压和负压关断(尤其是在高温应用)。因而需要用0-100％的PWM信号驱动SIC-MOSFET。
本实用新型提供的隔离式高端驱动器，属于一种能将PWM信号转换成隔离的VCC到VEE驱动信号的集成电路，具体是用混合集成的方式将隔离电源和隔离驱动电路两部分功能电路集成后微封装在一个金属密闭腔体内成为一个以高频PWM信号驱动高压MOSFET为用途的隔离式高端驱动器件。
该器件可实现单电源+5V供电，内部提供浮空的VCC(+16V～+20V)和VEE(-3V～-6V)，能将最大1MHz占空比为0-100％的TTL/CMOS电平PWM信号转换成隔离的VCC到VEE的驱动信号，可满足SiC-MOS管/IGBT管栅极驱动的要求，确保SiC-MOS管/IGBT管的可靠导通和关断。其最大瞬态峰值驱动电流为4A，且具有较高的隔离度和抗扰度，确保在高频PWM信号和D极高电压的情况下电路可靠正常的工作，且最高工作温度≥200℃。该器件特点是：体积小、结构简单，抗冲击能力强，可靠性高，寿命长。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种隔离式高端驱动器，其特征在于，包括集成后微封装在金属密闭腔体内的隔离驱动电路和隔离电源，隔离驱动电路包括高速数字隔离器(2)和栅驱动器电路(3)，高速数字隔离器(2)的输入端接高频脉冲宽度调制变换器(1)，输出端与栅驱动器电路(3)的输入端相接，隔离电源连接高速数字隔离器的输入电源端，栅驱动器电路(3)的输出端接MOS管G极。
2.根据权利要求1所述的隔离式高端驱动器，其特征在于，所述的隔离电源包括DC/DC驱动器(4)、变压器(5)和整流滤波电路(6)，DC/DC驱动器(4)的输入端分别接高速数字隔离器(2)的输入电源端和+5v电压，DC/DC驱动器(4)输出端接变压器(5)的初级线圈两端，变压器(5)次级线圈的两端接整流滤波电路(6)输入端，整流滤波电路(6)输出端为隔离正负电源和隔离地。
3.根据权利要求1所述的隔离式高端驱动器，其特征在于，所述的整流滤波电路(6)输出端的11号引脚接MOS管的S极。
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2015
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