CN209016941U - 一种单相交流泵新型驱动结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单相交流泵新型驱动结构，包括N‑N H桥电路、交流泵J1、第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4。本实用新型能够通过交替导通H桥实现直流电逆变为交流电，为交流气泵提供交流电。

Description

一种单相交流泵新型驱动结构

技术领域

本实用新型涉及交直流电变换领域，特别是一种单相交流泵新型驱动结构。

背景技术

目前单相交流气泵一般只能用于交流供电场合，通用控制一般采用继电器开关直接控制供电电源从而进行启动控制，或者采用可控硅进行移相、过零触发进行电压及速度的控制。上述技术只能用于交流供电场合，采用继电器控制只能控制导通和断开两种状态，采用可控硅过零触发容易出现低频干扰，由于工作连续很容易出现闪烁现象，并且采用可控硅移相触发会照成输出电压畸变，容易产生电磁干扰。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种单相交流泵新型驱动结构，能够通过交替导通H桥实现直流电逆变为交流电，为交流气泵提供交流电。

本实用新型采用以下方案实现：一种单相交流泵新型驱动结构，包括N-N H桥电路、交流泵J1、第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4；所述单相交流泵新型驱动结构包括第一输入端IO1与第二输入端IO2；

所述单相交流泵新型驱动结构的第一输入端IO1分别连接第一电阻R1的一端和第六电阻R6的一端，所述单相交流泵新型驱动结构的第二输入端IO2分别连接第二电阻R2的一端和第五电阻R5的一端，所述第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端分别连接至第一驱动芯片U1的逻辑高端输入HIN、逻辑低端输入LIN，所述第一二极管D1的阳极与第一电容C1的一端连接并连接至第一驱动芯片U1的低端固定电压VCC，所述低端固定电压VCC为15V,所述第一电容C1的另一端接地，所述第一驱动芯片U1的接地端GND接地，所述第三电阻R3的一端连接所述第一驱动芯片U1的高端输出HO，所述第二电容C2的一端连接所述第一驱动芯片U1的高端浮置偏移电压VS，所述第二电容C2的另一端与第一二极管D1的阴极连接并连接至第一驱动芯片U1的高端浮置电源电压VB，所述第四电阻R4的一端连接所述第一驱动芯片U1的低端输出LO，所述第三电阻R3的另一端和所述第四电阻R4的另一端分别连接至N-N H桥电路的第一控制桥臂1中的两个开关管的驱动端，所述第五电阻R5的另一端连接所述第二驱动芯片U2的逻辑高端输入HIN，所述第六电阻R6的另一端连接所述第二驱动芯片U2的逻辑低端输入LIN，所述第二二极管D2的阳极与所述第三电容C3的一端连接并连接至第二驱动芯片U2的低端固定电压VCC,所述低端固定电压VCC为15V，所述第三电容C3的另一端接地，所述第二驱动芯片U2的接地端GND接地，所述第二二极管D2的阴极连接第四电容C4的一端并连接到第二驱动芯片U2的高端浮置电源电压VB，所述第四电容C4的另一端连接所述第二驱动芯片U2的高端浮置电源偏移电压VS，所述第七电阻R7的一端连接所述第二驱动芯片U2的高端输出HO，所述第八电阻R8的一端连接至所述第二驱动芯片U2的低端输出LO，所述第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的另一端分别连接至N-N H桥电路的第二控制桥臂2中的两个开关管的驱动端，所述第九电阻R9的一端连接至N-N H桥第二控制桥臂2的其中一个开关管的衬底，所述第九电阻R9的另一端接地；

所述N-N H桥电路的两个输出端分别连接至交流泵J1的两个交流输入端。

进一步地，所述的N-N H桥电路包括第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3、第四MOS管T4，所述第一MOS管T1的源极与第二MOS管T2漏极相连并连接至交流泵J1的输入端口1，所述交流泵J1的输入端口1还连接所述第一驱动芯片U1的高端浮置电源偏移电压VS，所述第一MOS管T1与第二MOS管T2所在的支路作为N-N H桥电路的第一控制桥臂1，所述第三电阻R3的另一端连接第一MOS管T1的栅极，所述第四电阻R4的另一端连接第二MOS管T2的栅极，所述第三MOS管T3的源极与所述第四MOS管T4的漏极连接并连接至交流泵J1的第二输入端2，所述第三MOS管T3和第四MOS管T4所在的支路作为N-N H桥电路的控制桥臂2，所述第七电阻R7的另一端连接第三MOS管T3的栅极，所述第八电阻R8的另一端连接第四MOS管T4的栅极，所述第九电阻R9的一端和第四MOS管T4的源极S连接并连接至第二MOS管T2的源极S，所述第一MOS管T1的漏极和第三MOS管T3的漏极连接并均连接至输入电压VIN。

进一步地，第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3及第四MOS管T4的漏极与源极均并联一个二极管。

进一步地，所述的第一驱动芯片U1型号为IR2101。

进一步地，所述第二驱动芯片U2型号为IR2101。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型能够通过交替导通H桥实现直流电逆变为交流电，为交流气泵提供交流电。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路原理图。

图2为本实用新型实施例中传统过零、移相触发的输出波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了种单相交流泵新型驱动结构，包括N-N H桥电路、交流泵J1、第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4；所述单相交流泵新型驱动结构包括第一输入端IO1与第二输入端IO2；

所述单相交流泵新型驱动结构的第一输入端IO1分别连接第一电阻R1的一端和第六电阻R6的一端，所述单相交流泵新型驱动结构的第二输入端IO2分别连接第二电阻R2的一端和第五电阻R5的一端，所述第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端分别连接至第一驱动芯片U1的逻辑高端输入HIN、逻辑低端输入LIN，所述第一二极管D1的阳极与第一电容C1的一端连接并连接至第一驱动芯片U1的低端固定电压VCC，所述低端固定电压VCC为15V,所述第一电容C1的另一端接地，所述第一驱动芯片U1的接地端GND接地，所述第三电阻R3的一端连接所述第一驱动芯片U1的高端输出HO，所述第二电容C2的一端连接所述第一驱动芯片U1的高端浮置偏移电压VS，所述第二电容C2的另一端与第一二极管D1的阴极连接并连接至第一驱动芯片U1的高端浮置电源电压VB，所述第四电阻R4的一端连接所述第一驱动芯片U1的低端输出LO，所述第三电阻R3的另一端和所述第四电阻R4的另一端分别连接至N-N H桥电路的第一控制桥臂1中的两个开关管的驱动端，所述第五电阻R5的另一端连接所述第二驱动芯片U2的逻辑高端输入HIN，所述第六电阻R6的另一端连接所述第二驱动芯片U2的逻辑低端输入LIN，所述第二二极管D2的阳极与所述第三电容C3的一端连接并连接至第二驱动芯片U2的低端固定电压VCC,所述低端固定电压VCC为15V，所述第三电容C3的另一端接地，所述第二驱动芯片U2的接地端GND接地，所述第二二极管D2的阴极连接第四电容C4的一端并连接到第二驱动芯片U2的高端浮置电源电压VB，所述第四电容C4的另一端连接所述第二驱动芯片U2的高端浮置电源偏移电压VS，所述第七电阻R7的一端连接所述第二驱动芯片U2的高端输出HO，所述第八电阻R8的一端连接至所述第二驱动芯片U2的低端输出LO，所述第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的另一端分别连接至N-N H桥电路的第二控制桥臂2中的两个开关管的驱动端，所述第九电阻R9的一端连接至N-N H桥第二控制桥臂2的其中一个开关管的衬底，所述第九电阻R9的另一端接地；

所述N-N H桥电路的两个输出端分别连接至交流泵J1的两个交流输入端。

在本实施例中，所述的N-N H桥电路包括第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3、第四MOS管T4，所述第一MOS管T1的源极与第二MOS管T2漏极相连并连接至交流泵J1的输入端口1，所述交流泵J1的输入端口1还连接所述第一驱动芯片U1的高端浮置电源偏移电压VS，所述第一MOS管T1与第二MOS管T2所在的支路作为N-N H桥电路的第一控制桥臂1，所述第三电阻R3的另一端连接第一MOS管T1的栅极，所述第四电阻R4的另一端连接第二MOS管T2的栅极，所述第三MOS管T3的源极与所述第四MOS管T4的漏极连接并连接至交流泵J1的第二输入端2，所述第三MOS管T3和第四MOS管T4所在的支路作为N-N H桥电路的控制桥臂2，所述第七电阻R7的另一端连接第三MOS管T3的栅极，所述第八电阻R8的另一端连接第四MOS管T4的栅极，所述第九电阻R9的一端和第四MOS管T4的源极S连接并连接至第二MOS管T2的源极S，所述第一MOS管T1的漏极和第三MOS管T3的漏极连接并均连接至输入电压VIN。

在本实施例中，第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3及第四MOS管T4的漏极与源极均并联一个二极管。

在本实施例中，所述的第一驱动芯片U1型号为IR2101

在本实施例中，所述第二驱动芯片U2型号为IR2101

特别的，单相交流泵新型驱动结构的两个输入端均连接至一控制器，控制器为单片机，型号为：SH88F4051，由该控制器给出对应的高低电平，具体本实施例的实现原理为：

步骤S1：当单相交流泵新型驱动结构的第一输入端IO1和单相交流泵新型驱动结构的第二输入端IO2均为低电平时，第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3和第四MOS管T4全部截止，气泵端无输出；

步骤S2：启动气泵，单相交流泵新型驱动结构的第一输入端IO1按预设占空比置高电平，单相交流泵新型驱动结构的第二输入端IO2为低电平，此时第一MOS管T1和第四MOS管T1导通，第二MOS管T2和第三MOS管T3截止，电流从24V电压端流经第一MOS管T1、交流泵J1的输出端口1、交流泵J1的输出端口2、第四MOS管T4和地；

步骤S3：当达到设定频率时单相交流泵新型驱动结构的第一输入端IO1为低电平，单相交流泵新型驱动结构的第二输入端IO2按预设占空比置高电平，此时第一MOS管T1和第四MOS管T1截止，第二MOS管T2和第三MOS管T3导通，电流从24V电压端流经第三MOS管T3、交流泵J1的输出端口2、交流泵J1的输出端口1、第二MOS管T2和地；

步骤S4：按照一定的频率使单相交流泵新型驱动结构的第一输入端IO1和单相交流泵新型驱动结构的第二输入端IO2交替输出高低电平，实现电流在交流泵J1的输出端口1和交流泵J1的输出端口2交替变化从而实现交流泵在直流通电系统上的运用。

特别地，通过改变单相交流泵新型驱动结构的第一输入端IO1和单相交流泵新型驱动结构的第二输入端IO2的导通频率从而实现交流泵的供电频率变化进而实现交流泵转速及流量的变化。

特别地，本实施例能够降低低频干扰，防止电压畸变，改善电磁干扰。

通过调整不同占空比可实现定频调制，预设占空比可在1%-100%范围内调制，具体可根据应用调整。通过调整频率可实现调频控制，频率调整可在0.1HZ到几KHZ 范围变化。针对不同运行需求采样不同控制方式可实现灵活方便的控制。

调整简单：通过改变不同导通时间可得到不同频率的输出电压，通过调整不同的占空比可得到相同频率下不同的电压输出，根据实际运用可以非常灵活的运用于不同场合。

防止电压畸变：传统移相调制会造成输出波形缺失畸变造成电磁干扰，本实施例输出直接通过直流逆变不存在波形畸变问题。

低频干扰：传统过零触发只能交流电过零点进行触发输出，工作是断续的，容易出现闪烁现象，如图2所示，如果是在刚刚过红色箭头处触发则为过零触发，触发信号起始点之后的几乎整个半波是全导通的状态。如果是在其他时间触发，如图2中A处，则为移相触发，此次触发电源的有效范围是从触发起到下次零点前的那一部分即图中A处半波的阴影范围；本实施例采用的就是移相触发。

值得一提的是，本实用新型保护的是硬件结构，至于控制方法不要求保护。以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种单相交流泵新型驱动结构，其特征在于：包括N-N H桥电路、交流泵J1、第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4；所述单相交流泵新型驱动结构包括第一输入端IO1与第二输入端IO2；

所述单相交流泵新型驱动结构的第一输入端IO1分别连接第一电阻R1的一端和第六电阻R6的一端，所述单相交流泵新型驱动结构的第二输入端IO2分别连接第二电阻R2的一端和第五电阻R5的一端，所述第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的另一端分别连接至第一驱动芯片U1的逻辑高端输入HIN、逻辑低端输入LIN，所述第一二极管D1的阳极与第一电容C1的一端连接并连接至第一驱动芯片U1的低端固定电压VCC，所述第一电容C1的另一端接地，所述第三电阻R3的一端连接所述第一驱动芯片U1的高端输出HO，所述第二电容C2的一端连接所述第一驱动芯片U1的高端浮置偏移电压VS，所述第二电容C2的另一端与第一二极管D1的阴极连接并连接至第一驱动芯片U1的高端浮置电源电压VB，所述第四电阻R4的一端连接所述第一驱动芯片U1的低端输出LO，所述第三电阻R3的另一端和所述第四电阻R4的另一端分别连接至N-N H桥电路的第一控制桥臂1中的两个开关管的驱动端，所述第五电阻R5的另一端连接所述第二驱动芯片U2的逻辑高端输入HIN，所述第六电阻R6的另一端连接所述第二驱动芯片U2的逻辑低端输入LIN，所述第二二极管D2的阳极与所述第三电容C3的一端连接并连接至第二驱动芯片U2的低端固定电压VCC,所述第三电容C3的另一端接地，所述第二二极管D2的阴极连接第四电容C4的一端并连接到第二驱动芯片U2的高端浮置电源电压VB，所述第四电容C4的另一端连接所述第二驱动芯片U2的高端浮置电源偏移电压VS，所述第七电阻R7的一端连接所述第二驱动芯片U2的高端输出HO，所述第八电阻R8的一端连接至所述第二驱动芯片U2的低端输出LO，所述第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的另一端分别连接至N-N H桥电路的第二控制桥臂2中的两个开关管的驱动端，所述第九电阻R9的一端连接至N-N H桥第二控制桥臂2的其中一个开关管的衬底，所述第九电阻R9的另一端接地；

所述N-N H桥电路的两个输出端分别连接至交流泵J1的两个交流输入端。

2.根据权利要求1所述的一种单相交流泵新型驱动结构，其特征在于：所述的N-N H桥电路包括第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3、第四MOS管T4，所述第一MOS管T1的源极与第二MOS管T2漏极相连并连接至交流泵J1的输入端口1，所述交流泵J1的输入端口1还连接所述第一驱动芯片U1的高端浮置电源偏移电压VS，所述第一MOS管T1与第二MOS管T2所在的支路作为N-N H桥电路的第一控制桥臂1，所述第三电阻R3的另一端连接第一MOS管T1的栅极，所述第四电阻R4的另一端连接第二MOS管T2的栅极，所述第三MOS管T3的源极与所述第四MOS管T4的漏极连接并连接至交流泵J1的第二输入端2，所述第三MOS管T3和第四MOS管T4所在的支路作为N-N H桥电路的控制桥臂2，所述第七电阻R7的另一端连接第三MOS管T3的栅极，所述第八电阻R8的另一端连接第四MOS管T4的栅极，所述第九电阻R9的一端和第四MOS管T4的源极S连接并连接至第二MOS管T2的源极S，所述第一MOS管T1的漏极和第三MOS管T3的漏极连接并均连接至输入电压VIN。

3.根据权利要求2所述的一种单相交流泵新型驱动结构，其特征在于：第一MOS管T1、第二MOS管T2、第三MOS管T3及第四MOS管T4的漏极与源极均并联一个二极管。

4.根据权利要求1所述的一种单相交流泵新型驱动结构，其特征在于：所述的第一驱动芯片U1型号为IR2101。

5.根据权利要求1所述的一种单相交流泵新型驱动结构，其特征在于：所述第二驱动芯片U2型号为IR2101。