CN211554778U - 一种变频器驱动控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变频器技术领域，公开了一种驱动脉冲信号稳定且安全性较高的变频器驱动控制电路，包括第一控制器(110)、第一电压跟随器(102)、第二控制器(120)及第二电压跟随器(104)，第一控制器(110)的信号输入端与主板的脉冲信号输出端连接，第二控制器(120)的信号输入端与主板的脉冲信号输出端连接，其分别用于接收脉冲信号；当电压输出为正半周时，输入第一控制器(110)的脉冲信号为高电平，高电平用于触发第一电压跟随器(102)导通，以驱动第一IGBT导通；当电压输出为负半周时，输入第二控制器(120)的脉冲信号为高电平，高电平用于触发第二电压跟随器(104)导通，以驱动第二IGBT导通。

Description

一种变频器驱动控制电路

技术领域

本实用新型涉及变频器技术领域，更具体地说，涉及一种变频器驱动控制电路。

背景技术

变频器应用于逆变技术与微电子技术中，通过改变负载工作电源频率方式以控制交流负载的电力控制设备。目前，变频器驱动电路输出脉冲信号(即Pulse widthmodulation--PWM)以驱动IGBT桥臂工作时，由于驱动电路输出的脉冲信号不够稳定，使得IGBT桥臂输出逆变电压时，其电压波动较大，容易引起负载因过压或欠压的损坏。

因此，如何提高IGBT桥臂输出电压的稳定性成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述驱动电路输出的脉冲信号不够稳定，导致输出电压波动较大的缺陷，提供一种驱动脉冲信号稳定且安全性较高的变频器驱动控制电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种变频器驱动控制电路，具备：

第一控制器，其配置于主板脉冲信号输出侧，所述第一控制器的信号输入端与所述主板的脉冲信号输出端连接，其用于接收所述脉冲信号；

第一电压跟随器，其输入端耦接于所述第一控制器的输出端；

所述第一电压跟随器的输出端与第一IGBT的栅极连接；

第二控制器，其配置于主板脉冲信号输出侧，所述第二控制器的信号输入端与所述主板的脉冲信号输出端连接，其用于接收所述脉冲信号；

第二电压跟随器，其输入端耦接于所述第二控制器的输出端；

所述第二电压跟随器的输出端与第二IGBT的栅极连接，所述第二IGBT的发射极与所述第一IGBT的集电极连接；

当电压输出为正半周时，输入所述第一控制器的脉冲信号为高电平，所述高电平用于触发所述第一电压跟随器导通，以驱动所述第一IGBT导通；

当电压输出为负半周时，输入所述第二控制器的脉冲信号为高电平，所述高电平用于触发所述第二电压跟随器导通，以驱动所述第二IGBT导通。

在一些实施例中，所述第一IGBT和所述第二IGBT交替导通/截止。

在一些实施例中，所述第一电压跟随器包括第一三极管及第二三极管，

所述第一三极管及所述第二三极管的基极分别与所述第一控制器的输出端连接，

所述第一三极管及所述第二三极管的发射极分别与所述第一IGBT的栅极连接；

所述第一三极管的集电极与变压器一次级绕组的一端连接，所述第二三极管的集电极耦接于所述变压器一次级绕组的另一端。

在一些实施例中，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

在一些实施例中，所述第二电压跟随器包括第三三极管及第四三极管，

所述第三三极管及所述第四三极管的基极分别与所述第二控制器的输出端连接，

所述第三三极管及所述第四三极管的发射极分别与所述第二IGBT的栅极连接；

所述第三三极管的集电极与变压器另一次级绕组的一端连接，所述第四三极管的集电极耦接于所述变压器另一次级绕组的另一端。

在一些实施例中，所述第三三极管为NPN型三极管，所述第四三极管为PNP型三极管。

在一些实施例中，还包括检测电路，所述检测电路用于检测所述第一IGBT及所述第二IGBT的管压降。

在一些实施例中，所述检测电路包括第九电阻、第十电阻、第五二极管、第六二极管及第七二极管，

所述第九电阻的一端耦接于所述第二控制器的检测端，所述第九电阻的另一端分别与所述第十电阻的一端及所述第五二极管的阴极连接；

所述第五二极管的阳极分别与所述第六二极管的阴极及所述第七二极管的阳极连接；

所述述第七二极管的阴极分别与所述第一IGBT的发射极及所述第二IGBT的集电极连接。

在本实用新型所述的变频器驱动控制电路中，包括第一控制器、第一电压跟随器、第二控制器及第二电压跟随器，主板输出的脉冲信号通过第一控制器及第二控制器，当电压输出为正半周时，输入第一控制器的脉冲信号为高电平，高电平用于触发第一电压跟随器导通，以驱动第一IGBT导通；当电压输出为负半周时，输入第二控制器的脉冲信号为高电平，高电平用于触发第二电压跟随器导通，以驱动第二IGBT导通。与现有技术相比，主板分两路输出PWM脉冲信号，以分别对IGBT进行驱动，使得IGBT的导通/截止之间切换更为稳定，可有效提高IGBT输出电压的稳定性，以提高负载的安全性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供变频器驱动控制电路一实施例部分电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图1是本实用新型提供变频器驱动控制电路一实施例部分电路图。如图1所示，在本实用新型的变频器驱动控制电路第一实施例中，变频器驱动控制电路100包括第一控制器110、第二控制器120、光电耦合器130、第一滤波稳压电路101、第一电压跟随器102、第二滤波稳压电路103、第一电压跟随器104及检测电路105。

需要说明的是，本方案以变频器输出U相的驱动电路为例，主要由第一控制器110和第二控制器120组成驱动电路。

第一控制器110和第二控制器120输出的脉冲信号(即PWM信号)经后级电路进行电流放大后，经栅极电阻后再用于驱动第一IGBT(对应图中IGBT-1)及第二IGBT(对应图中IGBT-2)。

其中，逆变电路每一相的上、下驱动电路，因IGBT的触发回路不存在共电位，驱动电路也需要相互隔离的供电电源，因而由开关电源电路中的变压器Tr一次级绕组N1输出的交流电压，经整流后，再由滤波稳压电路处理成+18V和-10V的两路电源，供给驱动电路(即第一控制器110)。

电源的0V(零定位点)接入IGBT-1和GBT-2的发射极(对应E端)，第一控制器110和第二控制器120的电源输入端(第一控制器110对应8脚，第二控制器120对应12脚)接入+28V的电压。

具体而言，第一控制器110配置于主板(或CPU主板)脉冲信号输出侧，第一控制器110的信号输入端(对应3脚)通过第二电阻R102与主板的脉冲信号输出端连接，主板输出的脉冲信号(即PWM脉冲信号)通过第二电阻R102加在第一控制器110的信号输入端(对应3脚)，进而驱动第一控制器110导通，使得第一控制器110的信号输出端(对应6脚)向第一电压跟随器102提供正偏电流。

第一电压跟随器102具有信号放大及开关的作用。

第一电压跟随器102的输入端与第一控制器110的输出端(对应6脚)连接，第一控制器110为第一电压跟随器102导通提供正偏电流，使得第一电压跟随器102可将脉冲信号输出至第一IGBT。

进一步地，第一电压跟随器102的输出端与第一IGBT的栅极(对应G端)连接。即，经第一电压跟随器102将放大后的脉冲信号通过第四电阻R104引入第一IGBT的栅极，使得第一IGBT导通。

第二控制器120具有驱动脉冲隔离放大以及故障检测的作用。

第二控制器120配置于主板(或CPU主板)脉冲信号输出侧，第二控制器120的信号输入端(对应1脚)通过第七电阻R202与主板的脉冲信号输出端连接，主板输出的脉冲信号(即PWM脉冲信号)通过第七电阻R202加在第二控制器120的信号输入端(对应1脚)，进而驱动第二控制器120导通，使得第二控制器120的信号输出端(对应11脚)向第二电压跟随器104提供正偏电流。

第二电压跟随器104具有信号放大及开关的作用。

第二电压跟随器104的输入端耦接于第二控制器120的输出端，第二控制器120为第二电压跟随器104导通提供正偏电流，使得第二电压跟随器104可将脉冲信号输出至第二IGBT。

第二电压跟随器104的输出端通过第十四电阻R209与第二IGBT的栅极连接，即，经第二电压跟随器104将放大后的脉冲信号通过第十四电阻R209引入第二IGBT的栅极，使得第二IGBT导通。

其中，第二IGBT的发射极与第一IGBT的集电极连接。

当逆变电路输出的电压在正半周时，此时，主板(或CPU主板)输入第一控制器110的脉冲信号为高电平，该高电平用于触发第一电压跟随器102导通，进而向第一IGBT输入使其导通的脉冲信号；若使第一IGBT截止，则主板(或CPU主板)将输入的高电平转为低电平。

当逆变电路输出的电压在负半周时，主板(或CPU主板)输入第二控制器120的脉冲信号为高电平，该高电平用于触发第二电压跟随器104导通，进而向第二IGBT输入使其导通的脉冲信号；若使第二IGBT截止，则主板(或CPU主板)将输入的高电平转为低电平。

通过主板(或CPU主板)输出的高/低电平信号，进而控制第一IGBT及第二IGBT导通或截止。

需要说明的是，当第一IGBT处于导通时(即电压波形为正半周时)，此时，第二IGBT处于截止状态；当第二IGBT处于导通时(即电压波形为负半周时)，此时，第一IGBT处于截止状态。

主板将PWM脉冲信号分两路输出，以分别对第一IGBT和第二IGBT进行驱动，使得第一IGBT和第二IGBT的导通/截止之间切换更为稳定，可有效提高IGBT输出电压的稳定性，以提高负载的安全性。

在一些实施例中，为了提高第一IGBT导通/截止之间切换的稳定性，可在第一电压跟随器102中设置第一三极管VT1及第二三极管VT2。

其中，第一三极管VT1为NPN型三极管，第二三极管VT2为PNP型三极管，上述三极管均有具有开关以及放大的作用。

具体地，第一三极管VT1及第二三极管VT2的基极通过第三电阻R103与第一控制器110的输出端(对应6脚)连接，第一控制器110输出的电流信号经第三电阻R103引入第一三极管VT1及第二三极管VT2的基极。

第一三极管VT1及第二三极管VT2的发射极通过第四电阻R104与第一IGBT的栅极连接。

第一三极管VT1的集电极与变压器Tr一次级绕组N1的一端连接，第二三极管VT2的集电极耦接于变压器Tr一次级绕组N1的另一端。

当第一控制器110输出的电流信号为高电平时，此时，第一三极管VT1导通，第二三极管VT2截止。电路中的+18V电压经第一三极管VT1的发射极输出，经过第四电阻R104输入第一IGBT的栅极，使得第一IGBT导通。

当第一控制器110输出的电流信号为低电平时，此时，第一三极管VT1截止，第二三极管VT2导通。电路中的-10V电压经第二三极管VT2的发射极输出，经过第四电阻R104输入第一IGBT的栅极，使第一IGBT关断。

在一些实施例中，为了提高第二IGBT导通/截止之间切换的稳定性，可在第二电压跟随器104中设置第三三极管VT3及第四三极管VT4。

其中，第三三极管VT3为NPN型三极管，第四三极管VT4为PNP型三极管，上述三极管均有具有开关以及放大的作用。

具体地，第三三极管VT3及第四三极管VT4的基极通过第八电阻R203与第二控制器120的输出端(对应11脚)连接，第二控制器120输出的电流信号经第八电阻R203引入第三三极管VT3及第四三极管VT4的基极。

第三三极管VT3及第四三极管VT4的发射极通过第十四电阻R209与第二IGBT的栅极连接。

第三三极管VT3的集电极与变压器Tr另一次级绕组N2的一端连接，第四三极管VT3的集电极耦接于变压器Tr另一次级绕组N2的另一端。

当第二控制器120输出的电流信号为高电平时，此时，第三三极管VT3导通，第四三极管VT4截止。电路中的+18V电压经第三三极管VT3的发射极输出，经第十四电阻R209引入第二IGBT的栅极，使得第二IGBT导通。

当第二控制器120输出的电流信号为低电平时，此时，第三三极管VT3截止，第四三极管VT4导通。电路中的-10V电压经第四三极管VT4的发射极输出，经第十四电阻R209输入第二IGBT的栅极，使第二IGBT关断。

通过第一电压跟随器102及第二电压跟随器104配合，使得第一IGBT和第二IGBT的导通/截止的切换更为稳定，进而提高逆变电路输出电压的稳定性。

在一些实施例中，为了提高IGBT工作的安全性，可在电路中设置检测电路105，其中，检测电路105用于检测第一IGBT及第二IGBT的管压降。

具体地，检测电路105包括第九电阻R204、第十电阻R205、第五二极管D203、第六二极管D204及第七二极管D205。

其中，第九电阻R204的一端耦接于第二控制器120的检测端(对应9脚)，第九电阻R204的另一端分别与第十电阻R205的一端及第五二极管D203的阴极连接。

第五二极管D203的阳极分别与第六二极管D204的阴极及第七二极管D205的阳极连接，第七二极管D205的阴极分别与第一IGBT的发射极及第二IGBT的集电极连接。

当第二控制器120输出驱动脉冲信号的同时，其内部模块检测与检测电路105配合，检测第二IGBT的管压降，当第二IGBT正常导通期间，可忽略第二IGBT的导通压降，U点电压与N点电压应是等电位的，N点与该电路驱动电源的零电位为同一条线。因此，第七二极管D205的正向导通电压也嵌位为零电位点，即第二控制器120的检测端(对应9脚)无故障信号输入，IGBT模块OC信号端输出为高电平状态。

当变频器的负载异常或第二IGBT出现故障时，虽有激励偏压加到第二IGBT的栅极，但其处于严重过流状态，使第二IGBT的管压降超过7V或更大(正常为3V)，U、N之间高电压差使第七二极管D205反偏截止。此时，第十三电阻R208与第七二极管D205阳极的连接点电压由第十三电阻R208引入，经第五二极管D203及第十电阻R205分压的高于7V的电压值，经第九电阻R204输入到第二控制器120的检测端(对应9脚)，第二控制器120内部IGBT保护电路起控，对IGBT进行强行软关闭动作，同时控制8脚向光电耦合器130输出电流，于是向光电耦合器130将低电平的模块OC信号反馈至主板，变频器实施OC故障保护停机动作。

在一些实施例中，滤波稳压电路包括第一滤波稳压电路101及第二滤波稳压电路103。

其中，第一滤波稳压电路101包括第一电容C101、第二电容C102、第一电阻R101及第二二极管D102，其中，第二二极管D102为稳压二极管。

具体地，第一电阻R101的一端与第二二极管D102的阴极连接，第二二极管D102的阳极与第二电容C102的一端连接。其中，第一电容C101与第二电容C102并联连接后再与串联连接的第一电阻R101、第二二极管D102并联连接，将变频器Tr一次级绕组N1输入的电源进行滤波、稳压后，再输入第一控制器110。

第二滤波稳压电路103包括第三电容C201、第四电容C202、第六电阻R201及第四二极管D202，其中，第四二极管D202为稳压二极管。

具体地，第六电阻R201的一端与第四二极管D202的阴极连接，第四二极管D202的阳极与第二电容C102的一端连接。其中，第三电容C201与第四电容C202并联连接后再与串联连接的第六电阻R201、第四二极管D202并联连接，将变频器Tr另一次级绕组N2输入的电源进行滤波、稳压后，再输入第二控制器120。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (8)

1.一种变频器驱动控制电路，其特征在于，具备：

第一控制器，其配置于主板脉冲信号输出侧，所述第一控制器的信号输入端与所述主板的脉冲信号输出端连接，其用于接收所述脉冲信号；

第一电压跟随器，其输入端耦接于所述第一控制器的输出端；

所述第一电压跟随器的输出端与第一IGBT的栅极连接；

第二控制器，其配置于主板脉冲信号输出侧，所述第二控制器的信号输入端与所述主板的脉冲信号输出端连接，其用于接收所述脉冲信号；

第二电压跟随器，其输入端耦接于所述第二控制器的输出端；

所述第二电压跟随器的输出端与第二IGBT的栅极连接，所述第二IGBT的发射极与所述第一IGBT的集电极连接；

当电压输出为正半周时，输入所述第一控制器的脉冲信号为高电平，所述高电平用于触发所述第一电压跟随器导通，以驱动所述第一IGBT导通；

当电压输出为负半周时，输入所述第二控制器的脉冲信号为高电平，所述高电平用于触发所述第二电压跟随器导通，以驱动所述第二IGBT导通。

2.根据权利要求1所述的变频器驱动控制电路，其特征在于，

所述第一IGBT和所述第二IGBT交替导通/截止。

3.根据权利要求1所述的变频器驱动控制电路，其特征在于，

所述第一电压跟随器包括第一三极管及第二三极管，

所述第一三极管及所述第二三极管的基极分别与所述第一控制器的输出端连接，

所述第一三极管及所述第二三极管的发射极分别与所述第一IGBT的栅极连接；

所述第一三极管的集电极与变压器一次级绕组的一端连接，所述第二三极管的集电极耦接于所述变压器一次级绕组的另一端。

4.根据权利要求3所述的变频器驱动控制电路，其特征在于，

所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

5.根据权利要求1所述的变频器驱动控制电路，其特征在于，

所述第二电压跟随器包括第三三极管及第四三极管，

所述第三三极管及所述第四三极管的基极分别与所述第二控制器的输出端连接，

所述第三三极管及所述第四三极管的发射极分别与所述第二IGBT的栅极连接；

所述第三三极管的集电极与变压器另一次级绕组的一端连接，所述第四三极管的集电极耦接于所述变压器另一次级绕组的另一端。

6.根据权利要求5所述的变频器驱动控制电路，其特征在于，

所述第三三极管为NPN型三极管，所述第四三极管为PNP型三极管。

7.根据权利要求1或2所述的变频器驱动控制电路，其特征在于，

还包括检测电路，所述检测电路用于检测所述第一IGBT及所述第二IGBT的管压降。

8.根据权利要求7所述的变频器驱动控制电路，其特征在于，

所述检测电路包括第九电阻、第十电阻、第五二极管、第六二极管及第七二极管，

所述第九电阻的一端耦接于所述第二控制器的检测端，所述第九电阻的另一端分别与所述第十电阻的一端及所述第五二极管的阴极连接；

所述第五二极管的阳极分别与所述第六二极管的阴极及所述第七二极管的阳极连接；

所述述第七二极管的阴极分别与所述第一IGBT的发射极及所述第二IGBT的集电极连接。

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