CN206686153U - 一种单电源驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单电源驱动电路，包括：第一开关支路，其一端连接电源，另一端连接驱动器件的第一端；第二开关支路，其一端连接电源，另一端连接驱动器件的第二端；第三开关支路，其一端接地，另一端连接驱动器件的第一端；第四开关支路，其一端接地，另一端连接驱动器件的第二端。本实用新型通过采用单电源为电路提供驱动电压，可以使电路的工作过程更为简单，而且可以降低电气设备的电源使用成本，无需采取多个电源提供驱动工作，故使电路的工作方式更为简洁。

Description

一种单电源驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种单电源驱动电路。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，关于带有驱动电路的全控型器件的应用日益广泛，其中绝缘栅双极晶体管(IGBT)的使用在日常生活中最为普遍，如在电力电子技术领域中会应用其驱动电路或保护电路的功能设计一些电子产品，而驱动功能主要使绝缘栅双极晶体管(IGBT)开通和关断时，分别驱动在栅极(G级)、发射极(E级)之间提供正电压和负电压，方可执行驱动工作，故需要电源提供驱动电压。

目前现有技术中关于绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动电路，一般都需要设计正负两组电源完成驱动保护的过程，如一般通过在绝缘栅双极晶体管(IGBT)的栅极串联电阻或并联电阻的方式，然后当需要正向驱动时采用一个正向电源提供正向电压使其工作，当需要反向驱动时采用一个反向电源提供反向电压使其工作，可以发现采用双电源完成驱动的过程使工作过程更加复杂，同时也会因多电源的使用会增加电气成本。

实用新型内容

因此，本实用新型实施例要解决的技术问题在于现有技术中的驱动电路因采用双电源的驱动方式工作，其工作过程较为麻烦，且双电源的使用会使电气成本增加。

为此，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

本实用新型一种单电源驱动电路，包括：第一开关支路，其一端连接电源，另一端连接所述驱动器件的第一端；第二开关支路，其一端连接电源，另一端连接所述驱动器件的第二端；第三开关支路，其一端接地，另一端连接所述驱动器件的第一端；第四开关支路，其一端接地，另一端连接所述驱动器件的第二端。

可选地，所述的单电源驱动电路，所述驱动器件包括：绝缘栅双极晶体管。

可选地，所述的单电源驱动电路，所述第一开关支路包括第一可控开关和第一电阻。

可选地，所述的单电源驱动电路，所述第二开关支路包括第二可控开关和第二电阻。

可选地，所述的单电源驱动电路，所述第三开关支路包括第三可控开关和第三电阻。

可选地，所述的单电源驱动电路，所述第四开关支路包括第四可控开关和第四电阻。

可选地，所述的单电源驱动电路，所述第一开关支路、第二开关支路、第三开关支路和第四开关支路组成桥式驱动结构。

可选地，所述的单电源驱动电路，所述第一开关支路和第四开关支路，用于使所述驱动器件反向关断；

所述第二开关支路和第三开关支路，用于使所述驱动器件正向导通。

本实用新型实施例技术方案，具有如下优点：

本实用新型公开一种单电源驱动电路，包括：第一开关支路，其一端连接电源，另一端连接驱动器件的第一端；第二开关支路，其一端连接电源，另一端连接驱动器件的第二端；第三开关支路，其一端接地，另一端连接驱动器件的第一端；第四开关支路，其一端接地，另一端连接驱动器件的第二端。本实用新型通过采用单电源为电路提供驱动电压，可以使电路的工作过程更为简单，而且可以降低电气设备的电源使用成本，无需采取多个电源提供驱动工作，故使电路的工作方式更为简洁。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中单电源驱动电路的结构框图；

图2为本实用新型实施例中单电源驱动电路的驱动器件的等效电路图；

图3位本实用新型实施例中单电源驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供一种单电源驱动电路，用于一些驱动设备或驱动器件中，包括：第一开关支路1，其一端连接电源，另一端连接驱动器件5的第一端51；第二开关支路2，其一端连接电源，另一端连接驱动器件5的第二端52；第三开关支路3，其一端接地，另一端连接驱动器件5的第一端51；第四开关支路4，其一端接地，另一端连接驱动器件5的第二端52。

具体地，如图1所示，驱动器件5由第一端51、第二端52、第三端53和两个PN结组成，其中第一端51、第二端52、第三端53分别为驱动器件5的发射极(E级)、栅极(门极G级)、集电极(C级)，为驱动器件5三个重要电极，发射区和栅区之间的PN结为发射结，集电区和栅区之间的PN结为集电结，另外驱动器件5的第一端51和第三端53之间包括自带的二极管。驱动器件5主要用于为电路提供驱动电压和驱动电流使其能够确保电路正常工作，结合第一开关支路1、第二开关支路2、第三开关支路3、第四开关支路4，使其能够安全且稳定地驱动电路正常工作。第一开关支路1和第二开关支路2的一端组成公共端连接电源，第三开关支路3和第四开关支路4的一端组成公共端接地，第一开关支路1和第三开关支路3的另一端组成公共端连接驱动器件5的第一端51(发射极)，第二开关支路2和第四开关支路4的另一端组成公共端连接驱动器件5的第二端52(门极)，由一个总电源VCC为电路提供驱动电压。其中第一开关支路1和第四开关支路4同时工作，用于为驱动器件5提供反向关断驱动电压，此时第二开关支路2和第三开关支路3不工作；第二开关支路2和第三开关支路3同时工作，用于为驱动器件5提供正向导通电压，此时第一开关支路1和第四开关支路4不工作。

作为一种实现方式，本实施例中的单电源驱动电路，驱动器件5包括：绝缘栅双极晶体管。

具体地，此处的驱动器件5为绝缘栅双极晶体管(IGBT)，如图2所示，为绝缘栅双极晶体管的等效电路，由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，IGBT的触发和关断要求给其栅极和发射极之间加上正向电压和负向电压，栅极电压可由不同的驱动电路产生。若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。因此，可以把其看作是MOS输入的达林顿管。它融和了MOSFET和PNP晶体管这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动简单和快速的优点，又具有双极型器件容量大的优点，因而，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。在中大功率的开关电源装置中，IGBT由于其控制驱动电路简单、工作频率较高、容量较大的特点，已逐步取代晶闸管或GTO，同时又具有输入阻抗高、开关速度快、通态电压低、能承受高电压大电流等优点，已广泛应用于变频器和其他调速电路中。当然，本实施例中的单电源驱动电路不但可以应用绝缘栅双极晶体管(IGBT)上，而且还可以应用在其它驱动器件上或者其它驱动设备上，提供驱动电压，作为驱动能源应用于电气或电力电子技术领域。

作为一种实现方式，本实施例中的单电源驱动电路，第一开关支路1包括第一可控开关和第一电阻。

作为一种实现方式，本实施例中的单电源驱动电路，第二开关支路2包括第二可控开关和第二电阻。

作为一种实现方式，本实施中的单电源驱动电路，第三开关支路3包括第三可控开关和第三电阻。

作为一种实现方式，本实施例中的单电源驱动电路，第四开关支路4包括第四可控开关和第四电阻。

具体地，综合上述四种实现方式，如图3所示，第一开关支路1包括第一可控开关S1和第一电阻Rg1,第二开关支路2包括第二可控开关S2和第二电阻Rg2,第三开关支路3包括第三可控开关S3和第三电阻Rg3,第四开关支路4包括第四电阻Rg4。因为驱动器件5(IGBT)开通时，需要在栅极和发射极之间提供正电压，驱动器件5(IGBT)关断时，需要在栅极和发射极之间提供负电压，一般现有技术中的驱动电路都需要正负两组电源完成此功能，此方式使IGBT工作的过程较为复杂，而且需要提供两组电源，显而易见增加了电气使用成本。具体地，而本实施例中的单电源驱动电路，当使驱动器件5开通时，电源VCC为第二开关支路2和第三开关支路3提供导通电压，使其能够正常工作，此时，第二可控开关S2和第三可控开关S3闭合，第一开可控关S1和第四可控开关S4打开，电流从电源流出，经过第二开关S2、第二电阻Rg2、IGBT的栅极和发射极、第三电阻Rg3、第三可控开关S3，地GND，因为IGBT的发射结电流为正向，所以从而形成一个正向导通回路。当使驱动器件5关断时，电源VCC为第一开关支路1和第四开关支路4提供关断电压，使其能够可靠关断，此时，第一可控开关S1和第四可控开关S4闭合，第二可控开关S2和第三可控开关S3打开，电流从电源流出、经过第一可控开关S1、第一电阻Rg1、IGBT的发射极和栅极、第四电阻Rg4、第四可控开关S4、地GND，因为IGBT发射结的电流为反向，所以从而形成一个反向关断回路。

作为一种实现方式，本实施例中的单电源驱动电路，第一开关支路1、第二开关支路2、第三开关支路3和第四开关支路4组成桥式驱动结构。

具体地，因为第一开关支路1和第四开关支路4同时工作时，第一可控开关S1和第四可控开关S4闭合，第一电阻Rg1、第四电阻Rg4工作，电路处于反向关断工作状态，第二开关支路2和第三开关支路3不工作；第二开关支路2和第三开关支路3同时工作时，第二可控开关S2和第三可控开关S3闭合，第二电阻Rg2、第三电阻Rg3工作,电路处于导通工作状态，所以由两组开关支路轮流工作，所以交流电的正半周开通，负半周截止，接成桥式结构，形成单电源桥式驱动电阻阵列。

作为一种实现方式，本实施例中的单电源驱动电路，第一开关支路1和第四开关支路4，用于使驱动器件5反向关断；第二开关支路2和第三开关支路3，用于使驱动器件5正向导通。

具体地，驱动器件5-绝缘栅双极晶体管能够正常驱动触发和关断要求为给其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压，所以在单电源提供驱动电压的前提下，第一开关支路1和第四开关支路4形成关断回路，反向驱动IGBT正常工作，第二开关支路2和第三开关支路3形成导通回路，正向驱动IGBT正常工作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种单电源驱动电路，其特征在于，包括：

第一开关支路，其一端连接电源，另一端连接驱动器件的第一端；

第二开关支路，其一端连接电源，另一端连接驱动器件的第二端；

第三开关支路，其一端接地，另一端连接驱动器件的第一端；

第四开关支路，其一端接地，另一端连接驱动器件的第二端。

2.根据权利要求1所述的单电源驱动电路，其特征在于，所述驱动器件包括：绝缘栅双极晶体管。

3.根据权利要求1所述的单电源驱动电路，其特征在于，所述第一开关支路包括第一可控开关和第一电阻。

4.根据权利要求1所述的单电源驱动电路，其特征在于，所述第二开关支路包括第二可控开关和第二电阻。

5.根据权利要求1所述的单电源驱动电路，其特征在于，所述第三开关支路包括第三可控开关和第三电阻。

6.根据权利要求1所述的单电源驱动电路，其特征在于，所述第四开关支路包括第四可控开关和第四电阻。

7.根据权利要求1-6任一项所述的单电源驱动电路，其特征在于，所述第一开关支路、第二开关支路、第三开关支路和第四开关支路组成桥式驱动结构。

8.根据权利要求7所述的单电源驱动电路，其特征在于，

所述第一开关支路和第四开关支路，用于使所述驱动器件反向关断；

所述第二开关支路和第三开关支路，用于使所述驱动器件正向导通。