CN204517776U - 驱动控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种驱动控制电路，包括线圈、谐振电容、控制芯片、驱动模块、保护模块和开关管；其中，线圈与谐振电容并联；开关管具有第一端、第二端和用于控制第一端与第二端连通状态的控制端；控制端与驱动模块的信号输出端连接，第一端与谐振电容的一端连接，第二端与接地端连接；控制芯片用于输出脉宽调制信号至驱动模块，脉宽调制信号经过驱动模块的信号输出端输出至开关管，以驱动开关管；保护模块用于根据开关管关断时第一端的电压大小控制开关管的工作状态；或者保护模块用于检测开关管开通时第二端的电流大小控制开关管的工作状态。本实用新型提高了电路工作的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及驱动控制电路。
背景技术
众所周知，现有IGBT驱动电路中通常是通过单片机输出脉宽调制信号，经过驱动模块放大后形成门极驱动电压直接输出到IGBT的门极，以控制IGBT的开关。对于IGBT的开通和关断通常仅通过门极上输入的脉宽调制信号进行控制，但是如果脉宽调制信号的占空比设置的不合适将导致IGBT在关断时集电极的电压过高而损坏IGBT，影响电路工作的稳定性。
上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种驱动控制电路，旨在提高电路工作的稳定性。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种驱动控制电路，包括线圈、谐振电容、控制芯片、驱动模块、保护模块和开关管；其中，
所述线圈与所述谐振电容并联；
所述开关管具有第一端、第二端和用于控制第一端与第二端连通状态的控制端；所述控制端与所述驱动模块的信号输出端连接，所述第一端与所述谐振电容的一端连接，第二端与接地端连接；
所述控制芯片用于输出脉宽调制信号至所述驱动模块，所述脉宽调制信号经过所述驱动模块的信号输出端输出至所述开关管，以驱动所述开关管；
所述保护模块用于根据所述开关管关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管的工作状态；或者所述保护模块用于检测所述开关管开通时所述第二端的电流大小控制所述开关管的工作状态。
优选地，当所述保护模块用于根据所述开关管关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管的工作状态时，所述保护模块包括电压采样电路和比较器，所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一端连接，另一端通过所述第二电阻与所述接地端连接；所述比较器的同相输入端连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，反相输入端与预置参考电压端连接，输出端连接至所述控制端。
优选地，当所述保护模块用于根据所述开关管关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管的工作状态时，所述保护模块包括电压采样电路和比较器，所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一端连接，另一端通过所述第二电阻与所述接地端连接；所述比较器的同相输入端连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，反相输入端与预置参考电压端连接，输出端与所述驱动模块连接；
当所述第一端的电压大于预置参考电压时，所述比较器输出控制信号至所述驱动模块，所述驱动模块根据所述控制信号输出端输出预置电平信号，使所述开关管开通。
优选地，当所述保护模块用于根据所述开关管关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管的工作状态时，所述保护模块包括电压采样电路和比较器，所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一端连接，另一端通过所述第二电阻与所述接地端连接；所述比较器的同相输入端连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，反相输入端与预置参考电压端连接，输出端与所述控制芯片连接；
当所述第一端的电压大于预置参考电压时，所述比较器输出控制信号至所述控制芯片，以供所述控制芯片调整输出至所述驱动模块的脉宽调制信号的占空比。
优选地，所述保护模块用于检测所述开关管开通时所述第二端的电流大小控制所述开关管的工作状态时，所述驱动控制电路还包括串接于所述第二端与所述接地端之间的第三电阻，所述保护模块的电压检测端与所述第二端连接以检测所述第二端的电流大小。
优选地，所述保护模块与所述驱动模块连接，并当检测到所述第二端的电流大于预设值时，输出控制信号至所述驱动模块，以供所述驱动模块控制 所述信号输出端输出预置电平信号，使所述开关管关断。
优选地，所述保护模块与所述控制芯片连接，并当检测到所述第二端的电流大于预设值时，输出控制信号至所述控制芯片，以供所述控制芯片调整输出至所述驱动模块的脉宽调制信号的占空比。
优选地，所述驱动控制电路还包括用于检测所述开关管温度的温度传感器，所述温度传感器与所述保护模块连接，所述保护模块根据所述温度传感器检测的温度输出控制信号至所述驱动模块或所述控制芯片，以供所述驱动模块或所述控制芯片根据所述控制信号调整所述信号输出端输出脉宽调制信号的占空比或使所述开关管关断。
优选地，所述开关管为绝缘栅双极型晶体管，所述第一端为所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第二端为所述绝缘栅双极型晶体管的发射极，所述控制端为所述绝缘栅双极型晶体管的门极。
本实用新型实施例通过设置保护模块根据开关管关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管的工作状态；根据开关管开通时所述第二端的电流大小控制所述开关管的工作状态。从而有效防止了开关管在关断状态下第一端和第二端之间的电压过高而损坏开关管，因此本实用新型提供的驱动控制电路提高了电路工作的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型驱动控制电路较佳实施例的电路结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供一种驱动控制电路，参照图1，在一实施例中，该驱动控制电路包括线圈L、谐振电容C、控制芯片10、驱动模块20、保护模块30和 开关管40；其中，
所述线圈L与所述谐振电容C并联；
所述开关管40具有第一端、第二端和用于控制第一端与第二端连通状态的控制端；所述控制端与所述驱动模块20的信号输出端连接，所述第一端与所述谐振电容C的一端连接，第二端与接地端连接；
所述控制芯片10用于输出脉宽调制信号至所述驱动模块20，所述脉宽调制信号经过所述驱动模块20的信号输出端输出至所述开关管40，以驱动所述开关管40；
所述保护模块30用于根据所述开关管40关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管40的工作状态；或者所述保护模块30用于检测所述开关管40开通时所述第二端的电流大小控制所述开关管40的工作状态。
本实施例提供的驱动电路主要用于实现开关管40的驱动控制。具体地，上述开关管的结构可根据实际需要进行设置，本实施例中，开关管40优选为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，上述第一端为所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第二端为所述绝缘栅双极型晶体管的发射极，所述控制端为所述绝缘栅双极型晶体管的门极。
具体地，当开关管40关断时，线圈L和谐振电容C进入谐振状态，电能上升，此时开关管40第一端和第二端之间电压将上升。当开关管40开通时，线圈L和谐振电容C上储存的能量将被释放，以降低开关管40第一端和第二端之间的电压，防止开关管40关断后开关管40第一端和第二端之间的电压过高导致损坏开关管40。
本实施例中，防止开关管40第一端和第二端的电压过高具体可以检测开关管40关断时所述第一端的电压大小或者检测所述开关管40开通时所述第二端的电流大小。
在检测开关管40关断时所述第一端的电压大小时，若开关管40关断时所述第一端的电压大于预置电压，则控制开关管40开通，防止开关管40因第一端和第二端的电压过高而损坏开关管40。
本实施例中，可根据开关管40第二端的电流大小预算开关管40在关断后的电压最大值。在检测开关管40开通时所述第二端的电流大小时，若开关管40开通时所述第二端的电流大于预设值时，则控制开关管40关断，以防 止开关管40在关断后电压上升过高而损坏开关管40。
本实用新型实施例通过设置保护模块30根据开关管40关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管40的工作状态；根据开关管40开通时所述第二端的电流大小控制所述开关管40的工作状态。从而有效防止了开关管40在关断状态下第一端和第二端之间的电压过高而损坏开关管40，因此本实用新型提供的驱动控制电路提高了电路工作的稳定性。
具体地，基于上述实施例，以下将不同的检测方式作出详细说明。
在第二实施例中，当所述保护模块30用于根据所述开关管40关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管40的工作状态时，所述保护模块40包括电压采样电路和比较器，所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一端连接，另一端通过所述第二电阻与所述接地端连接；所述比较器的同相输入端连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，反相输入端与预置参考电压端连接，输出端连接至所述控制端。
本实施例中，在开关管40处于关断状态时，当第二电阻两端的电压小于上述预置参考电压端的预置参考电压(即第一端和第二端之间的电压小于预置电压)时，开关管40将根据上述信号输出端输出的脉宽调制信号保持关断状态；当第二电阻两端的电压大于上述预置参考电压端的预置参考电压(即第一端和第二端之间的电压大于预置电压)时，比较器将输出高电平，从而使得开关管40开通，释放线圈L和谐振电容C上储存的能量。
在第三实施例中，当所述保护模块30用于根据所述开关管40关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管40的工作状态时，所述保护模块30包括电压采样电路和比较器，所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一端连接，另一端通过所述第二电阻与所述接地端连接；所述比较器的同相输入端连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，反相输入端与预置参考电压端连接，输出端与所述驱动模块20连接；
当所述第一端的电压大于预置参考电压时，所述比较器输出控制信号至所述驱动模块20，所述驱动模块20根据所述控制信号输出端输出预置电平信号，使所述开关管40开通。
本实施例中，在开关管40处于关断状态时，当第二电阻两端的电压小于上述预置参考电压端的预置参考电压(即第一端和第二端之间的电压小于预置电压)时，开关管40将根据上述信号输出端输出的脉宽调制信号保持关断状态；当第二电阻两端的电压大于上述预置参考电压端的预置参考电压(即第一端和第二端之间的电压大于预置电压)时，比较器将输出高电平信号至驱动模块20，从而由驱动模块20控制信号输出端输出高电平信号，使得开关管40开通，以释放线圈L和谐振电容C上储存的能量。
在第四实施例中，当所述保护模块30用于根据所述开关管40关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管40的工作状态时，所述保护模块30包括电压采样电路和比较器，所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一端连接，另一端通过所述第二电阻与所述接地端连接；所述比较器的同相输入端连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，反相输入端与预置参考电压端连接，输出端与所述控制芯片10连接；
当所述第一端的电压大于预置参考电压时，所述比较器输出控制信号至所述控制芯片10，以供所述控制芯片10调整输出至所述驱动模块20的脉宽调制信号的占空比。
本实施例中，通过控制芯片10改变驱动模块20的脉宽调制信号的占空比，从而限制了开关管40在关断时间段内第一端和第二端之间的电压大小，防止了在关断时间段内第一端和第二端之间的电压过大导致损坏开关管40，因此延长了开关管40的使用寿命。
在第五实施例中，所述保护模块30用于检测所述开关管40开通时所述第二端的电流大小控制所述开关管40的工作状态时，所述驱动控制电路还包括串接于所述第二端与所述接地端之间的第三电阻R3，所述保护模块30的电压检测端与所述第二端连接以检测所述第二端的电流大小。
本实施例中，上述保护模块30根据电压检测端检测的电压大小可计算获得流过第三电阻R3的电流，即开关管40第二端的电流。然后根据该电流大小预算开关管40在关断后第一端和第二端之间的最大电压，当流过第三电阻R3的电流使得开关管40在关断后第一端和第二端之间的最大电压大于上述 预置电压时，控制开关管40关断，以保证开关管40在关断后第一端和第二端之间的最大电压小于预置电压，从而防止开关管40损坏，此时流过第三电阻R3的电流的大小为开关管40开通时允许流过的最大电流值，以下实施例中称之为预设值。应当说明的是，上述第三电阻R3可以为保护模块40内置的电阻，也可以为外设电阻。
可以理解的是，控制驱动模块20的信号输出端输出的电平状态可以通过驱动模块20本身进行控制，也可以通过控制控制芯片10输出至驱动模块20的脉宽调制信号进行控制，其具体实现方式可根据实际需要进行设置，在此不做进一步地限定。
基于上述第五实施例，在一实施方式中，上述保护模块30与所述驱动模块20连接，并当检测到所述第二端的电流大于预设值时，输出控制信号至所述驱动模块20，以供所述驱动模块20控制所述信号输出端输出预置电平信号，使所述开关管40关断。
在另一实施方式中，上述保护模块30与所述控制芯片10连接，并当检测到所述第二端的电流大于预设值时，输出控制信号至所述控制芯片10，以供所述控制芯片10调整输出至所述驱动模块30的脉宽调制信号的占空比。
可以理解的是，在进行电路设计时，可以采取上述两种实施方式中的任何一种，也可以由保护模块30同时将上述控制信号输出至驱动模块20和控制芯片20，即保护模块30的控制信号输出端同时可以与驱动模块20和控制芯片20连接。
进一步地，基于上述任一实施例，所述驱动控制电路还包括用于检测所述开关管40温度的温度传感器50，所述温度传感器50与所述保护模块30连接，所述保护模块30根据所述温度传感器50检测的温度输出控制信号至所述驱动模块20或所述控制芯片10，以供所述驱动模块20或所述控制芯片10根据所述控制信号调整所述信号输出端输出脉宽调制信号的占空比或使开关管关断。
本实用新型实施例中，由保护模块30通过温度传感器50检测开关管40的温度，并将开关管40的温度反馈给驱动模块20或控制芯片10，由驱动模 块20或控制芯片10根据温度进行调整脉宽调制信号的占空比，以实现降低功率、提高功率和关断开关管40等操作。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种驱动控制电路，其特征在于，包括线圈、谐振电容、控制芯片、驱动模块、保护模块和开关管；其中，
所述线圈与所述谐振电容并联；
所述开关管具有第一端、第二端和用于控制第一端与第二端连通状态的控制端；所述控制端与所述驱动模块的信号输出端连接，所述第一端与所述谐振电容的一端连接，第二端与接地端连接；
所述控制芯片用于输出脉宽调制信号至所述驱动模块，所述脉宽调制信号经过所述驱动模块的信号输出端输出至所述开关管，以驱动所述开关管；
所述保护模块用于根据所述开关管关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管的工作状态；或者所述保护模块用于检测所述开关管开通时所述第二端的电流大小控制所述开关管的工作状态。
2.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，当所述保护模块用于根据所述开关管关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管的工作状态时，所述保护模块包括电压采样电路和比较器，所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一端连接，另一端通过所述第二电阻与所述接地端连接；所述比较器的同相输入端连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，反相输入端与预置参考电压端连接，输出端连接至所述控制端。
3.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，当所述保护模块用于根据所述开关管关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管的工作状态时，所述保护模块包括电压采样电路和比较器，所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一端连接，另一端通过所述第二电阻与所述接地端连接；所述比较器的同相输入端连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，反相输入端与预置参考电压端连接，输出端与所述驱动模块连接；
当所述第一端的电压大于预置参考电压时，所述比较器输出控制信号至 所述驱动模块，所述驱动模块根据所述控制信号输出端输出预置电平信号，使所述开关管开通。
4.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，当所述保护模块用于根据所述开关管关断时所述第一端的电压大小控制所述开关管的工作状态时，所述保护模块包括电压采样电路和比较器，所述电压采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一端连接，另一端通过所述第二电阻与所述接地端连接；所述比较器的同相输入端连接至所述第一电阻和第二电阻的公共端，反相输入端与预置参考电压端连接，输出端与所述控制芯片连接；
当所述第一端的电压大于预置参考电压时，所述比较器输出控制信号至所述控制芯片，以供所述控制芯片调整输出至所述驱动模块的脉宽调制信号的占空比。
5.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，所述保护模块用于检测所述开关管开通时所述第二端的电流大小控制所述开关管的工作状态时，所述驱动控制电路还包括串接于所述第二端与所述接地端之间的第三电阻，所述保护模块的电压检测端与所述第二端连接以检测所述第二端的电流大小。
6.如权利要求5所述的驱动控制电路，其特征在于，所述保护模块与所述驱动模块连接，并当检测到所述第二端的电流大于预设值时，输出控制信号至所述驱动模块，以供所述驱动模块控制所述信号输出端输出预置电平信号，使所述开关管关断。
7.如权利要求5所述的驱动控制电路，其特征在于，所述保护模块与所述控制芯片连接，并当检测到所述第二端的电流大于预设值时，输出控制信号至所述控制芯片，以供所述控制芯片调整输出至所述驱动模块的脉宽调制信号的占空比。
8.如权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，所述驱动控制电路还包括用于检测所述开关管温度的温度传感器，所述温度传感器与所述保护模块连接，所述保护模块根据所述温度传感器检测的温度输出控制信号至所述驱动模块或所述控制芯片，以供所述驱动模块或所述控制芯片根据所述控制信号调整所述信号输出端输出脉宽调制信号的占空比或使所述开关管关断。
9.如权利要求1至8中任一项所述的驱动控制电路，其特征在于，所述开关管为绝缘栅双极型晶体管，所述第一端为所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第二端为所述绝缘栅双极型晶体管的发射极，所述控制端为所述绝缘栅双极型晶体管的门极。
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