CN205430205U - 光耦隔离场管驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出的光耦隔离场管驱动电路，旨在提供一种光耦隔离的、能实现场管过流保护的场管驱动电路。本实用新型通过下述方案予以实现：在半桥或全桥电路的驱动电路中，输入隔离光耦将输入信号隔离后送至驱动芯片驱动相连接的场管，电连接在驱动芯片与场管之间的场管导通压降检测电路，场管导通压降检测电路将电压信号经过二极管V11送至比较器，场管导通压降达到阀值后，所述比较器经串联在比较器输出端的延时器将隔离光耦输出设置为高阻状态，使得驱动芯片输出变低，场管被关闭，进入保护状态。本实用新型具有保护电路响应速度快，能够很快的关闭和释放，并使场管实现恒流输出。

Description

光耦隔离场管驱动电路
技术领域
本实用新型涉及一种适用于场控功率器件的隔离式驱动电路，尤其是能够应用于半桥或全桥电路之中，实现场管稳定可靠工作，具有保护功能的光耦隔离场管驱动电路。
背景技术
在现有技术中，按照驱动电路输入与输出是否共地划分,驱动电路可分为非隔离式驱动电路和隔离式驱动电路。隔离式驱动电路又可分为光耦隔离式驱动电路和磁耦隔离式驱动电路两种。驱动信号通常有PWM信号、SPWM信号、PDM信号、变频信号等。光耦隔离式驱动电路适用于几乎所有类型的信号的驱动,如M57962L、A3120、EXB840等驱动电路;而磁耦隔离式驱动电路对于频率变化范围较宽的信号并不适用,当信号频率很低时将导致隔离变压器体积、重量过大。目前，国内外推出了针对IGBT的多种驱动模块，如EXB841、M57962L、IR2110[4]、IXDN404[7]等，实际应用中，多种IGBT驱动模块电路使用上都有其局限性。日本三菱公司生产的用于驱动IGBT模块的光耦隔离式驱动芯片内部集成有光耦,接口,检测电路,定时复位电路,门关断电路及功放电路。当输入驱动信号为高电平时光耦导通,接口电路把该信号整形后由功放级的NPN晶体管放大后输出,驱动IGBT;当输入驱动信号为低电平时光耦截止,接口电路输出为低电平,功放级的PNP晶体管导通,IGBT极间承受反向电压并关断。由于桥臂上、下开关管驱动电压不能共地，所以每个IGBT管的驱动电路需要单独电源供电。供电电源的质量对驱动电路和保护逻辑电路正常使用十分重要。如果在发生短路过流的情况下，开关电源出现不稳定，影响逻辑电路的供电，就会导致保护失败，不能封锁脉冲，进而容易损坏IGBT。
在使用场管的半桥或全桥电路中，场管是关键器件。其能否可靠稳定工作决定了整个半桥或全桥电路的可靠性。因此需要对场管的工作电流进行检测，并在场管过流后的极短的时间内将其关闭，保证场管不被损坏。传统的驱动保护电路并没有将隔离、驱动、保护三大功能实现整合，且电路较为复杂，使用起来很不方便。且场管进入保护状态后保持时间较长，半桥输出有中断，不能实现恒流输出。
发明内容
本实用新型目的是针对现有驱动技术存在的不足之处，提供一种结构简单，光耦隔离的、稳定可靠、具有场管过流保护，且响应快速的场管驱动电路。
本实用新型的上述目的可以通过以下技术方案予以实现，一种光耦隔离场管驱动电路，包括：在半桥或全桥电路中输入隔离光耦串联的驱动芯片，其特征在于：在半桥或全桥电路的驱动电路中，输入隔离光耦将输入信号隔离后送至驱动芯片驱动相连接的场管，电连接在驱动芯片与场管之间的场管导通压降检测电路，检测到场管的导通压降后，经过二极管V11将电压信号送至串联的比较器，场管导通压降检测电路通过场管保护电路将电压信号经过二极管V11送至比较器，管导通电压达到阀值后，所述比较器经串联在比较器输出端的延时器将隔离光耦输出设置为高阻状态，使得驱动芯片输出变低，场管被关闭，进入保护状态。
本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果：
输入、输出隔离，电路结构简单。本实用新型采用输入隔离光耦、驱动芯片、场管及其电连接的管导通压降检测电路、比较器和延时器组成的场管驱动和保护电路，可应用于半桥或全桥电路之中。输入利用光耦实现隔离，驱动芯片可根据场管型号选择，场管保护电路独立工作，结构简单。
稳定可靠。本实用新型采用输入隔离光耦将输入信号送至驱动芯片驱动场管，由R15，C7，V10，V12组成的场管导通压降检测电路将电压信号经过V11送至比较器，场管导通压降达到阀值后，比较器输出经过延时器将隔离光耦输出设置为高阻状态，使得驱动芯片输出变低，或比较器输出经过延时器直接将驱动芯片输出设为低，场管被关闭，进入保护状态，保护电路结构简单，独立工作，且只要场管过流，保护电路就能在设定的时间内完成保护动作，稳定可靠。
场管过流保护响应快速。本实用新型可通过延时器设定保护电路在0.5us之内做出过流响应，保证流过场管的电流小于设定值，场管导通压降检测电路和比较器能够很迅速的对场管的过流做出响应。场管的保护持续时间也可通过延时器设定，当半桥电路的负载较重，电流达到保护电路的设定值时，即使光耦输入信号一直为高，保护电路也将以一定的频率不断打开和关闭关场管，使得半桥电路的输出电流维持在一个安全的值以内，在实现保护场管的同时达到了半桥或全桥电路恒流输出的效果。
本实用新型将隔离光耦，驱动芯片，场管过流保护电路实现有效结合。使之成为具有隔离输入信号、保护场管不过流的驱动电路，因此能够应用于高电压条件下的半桥或全桥电路，保证其稳定可靠的工作。且保护电路响应速度快，能够很快的关闭和释放，并使场管实现恒流输出。
附图说明
图1是本实用新型光耦隔离场管驱动电路的原理方框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1。在以下描述的实施例中，应用于半桥或全桥电路中的光耦隔离的场管驱动电路，驱动电路由输入隔离光耦串联的驱动芯片组成。在驱动电路中，输入隔离光耦将输入信号隔离后送至驱动芯片驱动相连接的场管，电连接在驱动芯片与场管之间的场管导通压降检测电路，场管导通压降检测电路通过场管保护电路将电压信号经过二极管V11送至比较器，场管导通压降达到阀值后，所述比较器经串联在比较器输出端的延时器将隔离光耦输出设置为高阻状态，使得驱动芯片输出变低，场管被关闭，进入保护状态。其中，场管保护电路包括与场管电连接的管导通压降检测电路、比较器和延时器。比较器可以是比较器芯片或是由其他半导体器件组成的具有比较器功能的电路；延时器可以是具有延时功能的逻辑芯片或是RC积分电路。光耦可以是型号为HCPL0600等具有使能端口的高速光耦或普通的具有使能端口光耦，可根据任务需要选择；驱动芯片可以是TC4426等反向驱动芯片，也可以是TC4427等同相驱动芯片与反向电路组合使用。
半桥电路中与场管Q7电连接的管导通压降检测电路由连接在A点和场管Q7栅极的并联电路R15、二极管V12，连接在A点和场管Q7源极的C7，连接在A点和场管Q7漏极的V10组成。场管保护电路由场管导通压降检测电路、比较器、延时器组成。
半桥电路的上、下两个场管导通压降检测电路分别由电阻R15，电容C7，二极管V10，V12，和电阻R16，电容C8，二极管V9，V13组成，其中V10和V9采用高耐压快回复二极管。以上半桥为例说明，场管Q7的导通压降检测电路包括：电连接在A点和场管Q7栅极的并联电路R15、V12，连接在A点和场管Q7源极的C7，连接在A点和场管Q7漏极的V10组成。场管的保护时间也可通过延时器设定。场管保护电路包括上述场管导通压降检测电路和电连接在A点的二极管V11，及比较器和延时器。延时器过流响应时间设定在0.5us之内，以保证流过场管的电流小于设定值。当半桥电路的负载较重，电流达到保护电路的上述设定值时，即使光耦输入信号一直为高，场管的开关频率也将固定在一定值，使得半桥电路的输出电流维持在一个安全的值以内。
正常工作时，光耦，驱动芯片按照输入信号的逻辑控制场管的开关，当半桥或全桥电路的负载很重时，流过场管的电流越来越大，场管的导通压降随之升高。以图1中半桥电路上管驱动电路和保护电路为例，驱动信号经过隔离光耦送入驱动芯片，再由驱动芯片驱动场管。场管导通时，驱动芯片输出为高，此时有电流经过电阻R15、V10流入场管漏极，二极管V10获得的正端电压为场管导通压降与V10导通压降之和，二极管V10的正端电压经过二极管V11送入比较器。随着流过场管电流的逐渐增加，二极管V10的正端电压也逐渐增加，当此电压超过阀值电压后，比较器输出反转输出低电平，比较器输出信号经过延时器后送至光耦的使能端口，将光耦输出设为高阻态，驱动芯片的输出变为低，场管关闭进入保护状态。场管关闭进入保护状态时，V10反向截止，V10的正端电压被驱动芯片的输出端经过R15和V12迅速拉低，比较器输出再次反转，经过延时器后送至光耦或驱动芯片的使能端口，解除对其光耦的使能设置，使驱动芯片的输出回复正常，场管再次导通，流过场管的电流将再次逐渐上升，如此反复。
场管保护的响应时间和保护的持续时间都可通过延时器设定。根据场管的开关速度，延时器可设定在0.5us之内或作相应调整，以保证流过场管的电流小于设定值。当电路的负载较重，电流达到保护电路的上述设定值时，即使光耦输入信号一直为高，场管的开关频率也将固定在一定值，使得半桥电路的输出电流维持在一个安全的值以内。

Claims (10)

1.一种光耦隔离场管驱动电路，包括：在半桥或全桥电路中输入隔离光耦串联的驱动芯片，其特征在于：在半桥或全桥电路的驱动电路中，输入隔离光耦将输入信号隔离后送至驱动芯片驱动相连接的场管，电连接在驱动芯片与场管之间的场管导通压降检测电路，检测到场管的导通压降后，经过二极管V11将电压信号送至串联的比较器，场管导通压降检测电路通过场管保护电路将电压信号经过二极管V11送至比较器，管导通电压达到阀值后，所述比较器经串联在比较器输出端的延时器将隔离光耦输出设置为高阻状态，使得驱动芯片输出变低，场管被关闭，进入保护状态。
2.如权利要求1所述的光耦隔离场管驱动电路，其特征在于：场管保护电路包括场管导通压降检测电路和通过二极管V11串联在汇交接点A与输入隔离光耦之间的比较器和延时器。
3.如权利要求2所述的光耦隔离场管驱动电路，其特征在于：延时器过流响应时间设定在0.5us之内，以保证流过场管的电流小于设定值。
4.如权利要求2所述的光耦隔离场管驱动电路，其特征在于：延时器是具有延时功能的逻辑芯片或是RC积分电路。
5.如权利要求2所述的光耦隔离场管驱动电路，其特征在于：场管导通压降检测电路包括：电连接在A点和场管Q7栅极的并联电路R15、二极管V12，电连接在A点和场管Q7源极的C7，电连接在A点和场管Q7漏极的V10。
6.如权利要求1所述的光耦隔离场管驱动电路，其特征在于：隔离光耦是型号为HCPL0600或HCPL0611，具有使能端口的高速光耦或普通的具有使能端口光耦。
7.如权利要求1所述的光耦隔离场管驱动电路，其特征在于：驱动芯片是型号为TC4426的反向驱动芯片或TC4427等同相驱动芯片与反向电路的组合。
8.如权利要求1或5所述的光耦隔离场管驱动电路，其特征在于：驱动信号经过隔离光耦送入驱动芯片，再由驱动芯片驱动场管，场管导通，电流经过电阻R15、二极管V10流入场管漏极，二极管V10获得的正端电压为场管导通压降与V10导通压降之和，二极管V10的正端电压经过二极管V11送入比较器。
9.如权利要求8所述的光耦隔离场管驱动电路，其特征在于：场管关闭进入保护状态时，V10反向截止，V10的正端电压被驱动芯片的输出端经过R15和V12迅速拉低，比较器输出再次反转，经过延时器后送至光耦或驱动芯片的使能端口，解除对光耦的使能设置，使光耦和驱动芯片的输出回复正常，场管再次导通，流过场管的电流将再次逐渐上升，如此反复。
10.如权利要求1所述的光耦隔离场管驱动电路，其特征在于：半桥电路中与场管Q7电连接的管导通压降检测电路，由连接在A点和场管Q7栅极的并联电路R15、二极管V12，连接在A点和场管Q7源极的电容C7，连接在A点和场管Q7漏极的二极管V10组成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106253641A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 重庆西南集成电路设计有限责任公司 一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路
CN108574462A (zh) * 2018-01-31 2018-09-25 中兴通讯股份有限公司 保护电路、电路保护方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106253641A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 重庆西南集成电路设计有限责任公司 一种整流二极管替代电路及反偏截止驱动电路
CN108574462A (zh) * 2018-01-31 2018-09-25 中兴通讯股份有限公司 保护电路、电路保护方法
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