CN208939811U - 一种负压隔离式半桥驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种负压隔离式半桥驱动电路，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，其特征在于，所述振荡电路包括振荡器S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第二稳压管D2、第五稳压管D5，变压驱动电路包括信号驱动器MIC1、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第四电阻R4、第四稳压管D4、第七稳压管D7、变压器T1，解决了现有技术中存在的隔离电源模块体积大、成本高和消除功率管关断不彻底的问题。

Description

一种负压隔离式半桥驱动电路

技术领域

本实用新型属于隔离驱动技术领域，涉及一种负压隔离式半桥驱动电路。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展，大功率、高电压等级的驱动电路要求越来越高，其中隔离驱动成为研究使用热门，目前大多隔离驱动电路的供电电源大多采用多个隔离电源模块组成，体积大，价格昂贵，不易做到小型化、集成化，同时大多零电压关断会存在关断不彻底，造成上下桥直通短路现象。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种负压隔离式半桥驱动电路，解决了现有技术中存在的隔离电源模块体积大、成本高和消除功率管关断不彻底的问题。

本实用新型的技术方案是：一种负压隔离式半桥驱动电路，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，振荡电路包括振荡器S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第二稳压管D2、第五稳压管D5，振荡器S1的第一管脚直接接地，第二管脚和第六管脚相连，同时第六管脚通过第五稳压管D5和第二电阻R2连接到第七管脚，第二稳压管D2与第五稳压管D5和第二电阻R2串联后的电路并联，第八管脚通过第一电阻R1与第七管脚连接后再连接电源VCC，输出脚第三管脚通过第三电阻R3与第四管脚连接后再连接电源VCC，变压驱动电路包括信号驱动器MIC1、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第四电阻R4、第四稳压管D4、第七稳压管D7、变压器T1，驱动器MIC1的第一管脚和第八管脚接电源VCC，并通过第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7与第四管脚和第五管脚连接，同时第四管脚、第五管脚接地，第二管脚通过第四电阻R4与振荡器S1的输出脚第三管脚连接，第六管脚、第七管脚输出给第四电容C4，再连接变压器T1，变压器T1的第一副边绕组两端的交流电压通过第一电容C1，再经过第一整流管D1和第六整流管D6整流成直流电，经过第二电容C2滤波和第三稳压管D3稳压，直接给第一供电电路的第一驱动芯片U1供电，变压器T1的第二副边绕组两端的交流电压通过第九电容C9，再经过第九整流管D9和第十一整流管D11整流成直流电，经过第十电容C10滤波和第十稳压管D10稳压，直接给第二供电电路的第二驱动芯片U2供电。

本实用新型的特点还在于，

第一驱动电路包括第一驱动芯片U1、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十二电容C12、第十四电容C14、第十五电容C15、第十二稳压管D12，第一驱动芯片U1的第二管脚和第三管脚连接通过第七电阻R7和第十二电容C12组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中上桥臂功率管的开关信号PWM1H，第一驱动芯片U1的第八管脚接电源VCC1，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第九电阻R9串联第八电阻R8接至功率管栅极G1，所述第十二稳压管D12和第八电阻R8并联，第十电阻R10连接功率管栅极G1和源极E1，同时源极E1分别通过第十四电容C14和第十五电容C15接至电源的正极VCC1和负极VEE1。

第二驱动电路包括第二驱动芯片U2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电容C17、第十九电容C19、第十四稳压管D14，第二驱动芯片U2的第二管脚和第三管脚连接通过第十三电阻R13和第十七电容C17组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中下桥臂功率管的开关信号PWM1L，第二驱动芯片U2的第八管脚接电源VCC2，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第十五电阻R15串联第十四电阻R14接至功率管栅极G2，第十四稳压管D14和第十四电阻R14并联，第十六电阻R16连接功率管栅极G2和源极E2，同时源极E2分别通过第十八电容C18和第十九电容C19接至电源正极VCC2和负极VEE2。

振荡器S1采用NE555芯片，具有极强的易用性、价格低廉，可靠性稳定的优点。

信号驱动器MIC1采用MIC4422YM电桥驱动器，驱动能力强，功耗低，成本低。

变压器T1为单输入双输出高频变压器，实现由单个变压器输出两路电压的目的，而且体积小，相比集成电源模块价格低，节约了成本。

本实用新型的优点是：

1.本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路，结构简单、可靠，成本低；

2.本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路，只需外部提供一路电源，功耗低，节能；

3.本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路，隔离式驱动避免了高压测故障引起的损坏低压器件的危险，驱动电路更安全；

4.本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路，驱动信号带负压关断，消除功率管关断不彻底带来的上下桥直通短路隐患。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路的结构图；

图2为本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路的第一驱动电路的电路图；

图3为本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路第二驱动电路的电路图。

具体实施方式

本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路，结构如图1~图3所示，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，振荡电路包括振荡器S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第二稳压管D2、第五稳压管D5，振荡器S1的第一管脚直接接地，第二管脚和第六管脚相连，同时第六管脚通过第五稳压管D5和第二电阻R2连接到第七管脚，第二稳压管D2与第五稳压管D5和第二电阻R2串联后的电路并联，第八管脚通过第一电阻R1与第七管脚连接后再连接电源VCC，输出脚第三管脚通过第三电阻R3与第四管脚连接后再连接电源VCC，变压驱动电路包括信号驱动器MIC1、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第四电阻R4、第四稳压管D4、第七稳压管D7、变压器T1，驱动器MIC1的第一管脚和第八管脚接电源VCC，并通过第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7与第四管脚和第五管脚连接，同时第四管脚、第五管脚接地，第二管脚通过第四电阻R4与振荡器S1的输出脚第三管脚连接，第六管脚、第七管脚输出给第四电容C4，再连接变压器T1，变压器T1的第一副边绕组两端的交流电压通过第一电容C1，再经过第一整流管D1和第六整流管D6整流成直流电，经过第二电容C2滤波和第三稳压管D3稳压，直接给第一供电电路的第一驱动芯片U1供电，变压器T1的第二副边绕组两端的交流电压通过第九电容C9，再经过第九整流管D9和第十一整流管D11整流成直流电，经过第十电容C10滤波和第十稳压管D10稳压，直接给第二供电电路的第二驱动芯片U2供电。

第一驱动电路包括第一驱动芯片U1、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十二电容C12、第十四电容C14、第十五电容C15、第十二稳压管D12，第一驱动芯片U1的第二管脚和第三管脚连接通过第七电阻R7和第十二电容C12组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中上桥臂功率管的开关信号PWM1H，第一驱动芯片U1的第八管脚接电源VCC1，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第九电阻R9串联第八电阻R8接至功率管栅极G1，所述第十二稳压管D12和第八电阻R8并联，第十电阻R10连接功率管栅极G1和源极E1，同时源极E1分别通过第十四电容C14和第十五电容C15接至电源的正极VCC1和负极VEE1。

第二驱动电路包括第二驱动芯片U2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电容C17、第十九电容C19、第十四稳压管D14，第二驱动芯片U2的第二管脚和第三管脚连接通过第十三电阻R13和第十七电容C17组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中下桥臂功率管的开关信号PWM1L，第二驱动芯片U2的第八管脚接电源VCC2，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第十五电阻R15串联第十四电阻R14接至功率管栅极G2，第十四稳压管D14和第十四电阻R14并联，第十六电阻R16连接功率管栅极G2和源极E2，同时源极E2分别通过第十八电容C18和第十九电容C19接至电源正极VCC2和负极VEE2。

振荡器S1采用NE555芯片。

信号驱动器MIC1采用MIC4422YM电桥驱动器。

变压器T1为单输入双输出高频变压器。

本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路，工作原理是，振荡电路利用振荡器S1产生频率可调的PWM振荡信号，PWM振荡信号的频率由外围第二电阻R2和第三电容C3值决定，振荡器S1产生的PWM信号通过变压驱动电路的信号驱动器MIC1来提升信号能力，再由第四稳压管D4、第七稳压管D7钳位，通过隔直第四电容C4变成频率不变，幅值为1/2VCC的交流方波，交流方波通过单输入双输出的高频变压器T1传输给变压器副边，副边第一路的交流方波电压通过电容C1、稳压管D1和稳压管D6钳位，输出高电平为VCC1，以VEE1为基准的直流电压，其电压幅值仍为VCC，副边第一路输出高电平为VCC1，以VEE1为基准的直流电压，副边第二路输出高电平为VCC2，以VEE2为基准的直流电压，其电压幅值仍为VCC，两路分别给半桥驱动电路中两个驱动电路的第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2的副边供电，这样实现了半桥驱动电路的前后级隔离，上下桥隔离，即实现了隔离性。

其中，上桥的负压关断驱动的实现是依靠16V的第八稳压管D8钳位，第五电阻R5、第六电阻R6和第十一电容C11并联，将E1和VEE1直接电压钳为-（VCC-16）V，通常应用中取VCC为24V，因此E1和VEE1之间电压为-8V，VCC1和E1之间电压为16V。在第一驱动芯片U1的第5脚串入第十五电容C15，E1和VEE1之间电压施加在第十五电容C15的两端，这样从变压驱动电路输出的PWM1H控制信号通过第一驱动芯片U1将变成低电平为-8V高电平为16V的PWM1H控制信号，直接接到上桥的功率管G1极和E1极，实现负压关断，下桥的负压关断驱动的实现是依靠16V的第十三稳压管D13钳位，第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十六电容C16并联，将E2和VEE2直接电压钳为-（VCC-16）V，通常应用中取VCC为24V，因此E2和VEE2之间电压为-8V，VCC2和E2之间电压为16V。在第二驱动芯片U2的第5脚串入第十九电容C19，E2和VEE2之间电压施加在第十九电容C19的两端，这样从变压驱动电路输出的PWM1L控制信号通过第二驱动芯片U2将变成低电平为-8V高电平为16V的PWM1L控制信号，直接接到下桥的功率管G1极和E1极，实现负压关断。

本实用新型一种负压隔离式半桥驱动电路，可以应用于高压大功率驱动，减小了系统功耗，实现了低功耗，低成本，同时增加了系统的安全、可靠性。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种负压隔离式半桥驱动电路，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，其特征在于，所述振荡电路包括振荡器S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3、第二稳压管D2、第五稳压管D5，所述振荡器S1的第一管脚直接接地，第二管脚和第六管脚相连，同时第六管脚通过第五稳压管D5和第二电阻R2连接到第七管脚，所述第二稳压管D2与第五稳压管D5和第二电阻R2串联后的电路并联，第八管脚通过第一电阻R1与第七管脚连接后再连接电源VCC，输出脚第三管脚通过第三电阻R3与第四管脚连接后再连接电源VCC，所述变压驱动电路包括信号驱动器MIC1、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第四电阻R4、第四稳压管D4、第七稳压管D7、变压器T1，所述驱动器MIC1的第一管脚和第八管脚接电源VCC，并通过第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7与第四管脚和第五管脚连接，同时第四管脚、第五管脚接地，第二管脚通过第四电阻R4与振荡器S1的输出脚第三管脚连接，第六管脚、第七管脚输出给第四电容C4，再连接变压器T1，所述变压器T1的第一副边绕组两端的交流电压通过第一电容C1，再经过第一整流管D1和第六整流管D6整流成直流电，经过第二电容C2滤波和第三稳压管D3稳压，直接给第一供电电路的第一驱动芯片U1供电，所述变压器T1的第二副边绕组两端的交流电压通过第九电容C9，再经过第九整流管D9和第十一整流管D11整流成直流电，经过第十电容C10滤波和第十稳压管D10稳压，直接给第二供电电路的第二驱动芯片U2供电。

2.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括第一驱动芯片U1、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十二电容C12、第十四电容C14、第十五电容C15、第十二稳压管D12，所述第一驱动芯片U1的第二管脚和第三管脚连接通过第七电阻R7和第十二电容C12组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中上桥臂功率管的开关信号PWM1H，所述第一驱动芯片U1的第八管脚接电源VCC1，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第九电阻R9串联第八电阻R8接至功率管栅极G1，所述第十二稳压管D12和第八电阻R8并联，第十电阻R10连接功率管栅极G1和源极E1，同时源极E1分别通过第十四电容C14和第十五电容C15接至电源的正极VCC1和负极VEE1。

3.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述第二驱动电路包括第二驱动芯片U2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电容C17、第十九电容C19、第十四稳压管D14，所述第二驱动芯片U2的第二管脚和第三管脚连接通过第十三电阻R13和第十七电容C17组成的RC滤波器，然后连接半桥驱动电路中下桥臂功率管的开关信号PWM1L，所述第二驱动芯片U2的第八管脚接电源VCC2，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第十五电阻R15串联第十四电阻R14接至功率管栅极G2，第十四稳压管D14和第十四电阻R14并联，第十六电阻R16连接功率管栅极G2和源极E2，同时源极E2分别通过第十八电容C18和第十九电容C19接至电源正极VCC2和负极VEE2。

4.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述振荡器S1采用NE555芯片。

5.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述信号驱动器MIC1采用MIC4422YM电桥驱动器。

6.根据权利要求1所述的一种负压隔离式半桥驱动电路，其特征在于，所述变压器T1为单输入双输出高频变压器。