CN212063871U

CN212063871U - 可控硅h桥驱动及保护电路

Info

Publication number: CN212063871U
Application number: CN202020984976.8U
Authority: CN
Inventors: 王建博; 严可逸
Original assignee: CHANGZHOU ELECTRONIC RESEARCH INSTITUTECO Ltd
Current assignee: CHANGZHOU ELECTRONIC RESEARCH INSTITUTECO Ltd
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2030-06-02

Abstract

本实用新型涉及一种可控硅H桥驱动及保护电路，包括可控硅H桥电路及与驱动电路及保护电路，驱动电路包括双刀双掷继电器、整流桥及滤波电容，双刀双掷继电器用于向整流桥输入交/直流电源，整流桥整流出直流电源，滤波电容对直流电源进行滤波处理；保护电路包括采样电阻、运算放大器、稳压源、分压电阻、光耦、PNP型三极管，采样电阻用于采集可控硅H桥中电机电流值，稳压源用于提供基准电压，运算放大器用于对电流值放大处理，输出高电平信号，控制光耦导通，继而使PNP型三极管截止，从而使双刀双掷继电器失电。本实用新型以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍，反应极快，无触点运行，无火花、无噪音，效率高，成本低。

Description

可控硅H桥驱动及保护电路

技术领域：

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种可控硅H桥驱动及保护电路。

背景技术：

现有的继电器电机驱动电路，电压较高的直流继电器一般体积庞大，而且由于其机械结构原因，不能应用于振动环境当中。而对于MOS管与IGBT的H桥驱动电路来说，大功率的MOS管与IGBT在价格上普遍很高。

实用新型内容：

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种成本低、功率高、反应速度快、应用领域广的可控硅H桥驱动及保护电路。

一种可控硅H桥驱动及保护电路，包括可控硅H桥电路及与可控硅H桥电路连接的驱动电路及保护电路，

所述驱动电路包括双刀双掷继电器、整流桥及滤波电容，双刀双掷继电器用于向整流桥输入交/直流电源，整流桥整流出直流电源，滤波电容对直流电源进行滤波处理；

所述保护电路包括采样电阻、运算放大器、稳压源、分压电阻、光耦、PNP型三极管，采样电阻用于采集可控硅H桥中电机电流值，稳压源用于提供基准电压，运算放大器用于对电流值放大处理，输出高电平信号，控制光耦导通，继而使PNP型三极管截止，从而使双刀双掷继电器失电。

在本实用新型一较佳实施例中，所述可控硅H桥电路包括电机及与电机连接的第一单向可控硅、第二单向可控硅、第三单向可控硅、第四单向可控硅，所述第一单向可控硅与第一光耦连接，所述第二单向可控硅与第二光耦连接，所述第三单向可控硅与第三光耦连接，所述第四单向可控硅与第四光耦连接，第一光耦与第四光耦导通，第一单向可控硅与第四单向可控硅导通，电机得到反向电压实现反转，第二光耦与第三光耦导通，第二单向可控硅与第三单向可控硅导通，电机得到正向电压实现正转。

作为优选，所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦采用MOC3021光耦。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低；所以在对反应速度要求高，布局限制，成本控制，以及环境存在振动，该电路都可以将上述问题解决；

(2)相较于原专利电路，该电路将原MOC3061光耦改为了MOC3021光耦，用于MOC3061光耦内部集成了过零检测，所以在应用过程中，光耦的输出脚必须接入有过零点的电源，所以在整流桥整流之后无法加入电容滤波，而由于经过整流的直流电源一直上下波动且过零，这就需要带过零检测的光耦也一直处于反复开通关断的过程，对于可控硅也是处于反复开通关断的过程，这样的过程大大的使元器件的寿命缩短，且这么高频率的触发很容易出现误导通情况；而MOC3021内部无过零检测，所以可以在整流桥后加滤波电容先进行滤波，然后再为可控硅供电，这样器件导通一次后一直到运行结束再去关断，这样元器件寿命和可靠性都大大提高了；

(3)加入了保护电路也使得大电流对可控硅的冲击减小，并且也保护了电机不会因为堵转烧坏。

附图说明：

图1为本实用新型的驱动电路的电路原理图；

图2为本实用新型的可控硅H桥电路的电路原理图；

图3为本实用新型的保护电路的电路原理图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-3所示的一种可控硅H桥驱动及保护电路，包括可控硅H桥电路及与可控硅H桥电路连接的驱动电路及保护电路。

如图1所示的驱动电路，包括双刀双掷继电器K1、整流桥UR1及滤波电容C7，双刀当开关S1闭合后，双刀双掷继电器K1吸合，为整流桥UR1输入交/直流电源，整流桥UR1整流出直流电源，再由滤波电容C7进行滤波处理。

如图2所示的可控硅H桥电路，包括电机M及与电机M连接的第一单向可控硅VT1、第二单向可控硅VT2、第三单向可控硅VT3、第四单向可控硅VT4，所述第一单向可控硅VT与第一光耦OC1连接，所述第二单向可控硅VT2与第二光耦OC2连接，所述第三单向可控硅VT3与第三光耦OC3连接，所述第四单向可控硅VT4与第四光耦OC4连接；

VT1与VT2阳极有正向电压，若闭合开关S2，则OC1与OC4光耦导通，VT1控制极有正向电压，VT1导通，导通后VT4阳极有正向电压，VT4导通，输出路径为直流电源>VT1>rev>motor>plus>VT4>Motor_GND>直流电源地，电机得到反向电压实现反转；反之，若闭合开关S3，则OC2与OC3光耦导通，VT2控制极有正向电压，VT2导通，导通后VT3阳极有正向电压，VT3导通，输出路径为直流电源>VT2>plus>motor>rev>VT3>Motor_GND>直流电源地，电机得到正向电压实现正转，最终实现了永磁直流电机的正反转；

操作过程当中，流过电机M的电流通过硬件检测电路检测，若电流大于检测电路所设定阈值，输出将被切断，保护电机不被烧坏。

如图3所示的保护电路，包括采样电阻R1、运算放大器OP1A、运算放大器OP1B、稳压源TL431、分压电阻R6、分压电阻R7、光耦OC5、PNP型三极管V1。

流过电机电流值通过采样电阻R1采样，得到一电压值，运算放大器OP1A、运算放大器OP1B组成一单限比较器，Vref通过TL431输出DC2.5V基准电压，再通过分压电阻R6与R7分压得到Vref，当采样得到的电压高于Vref时，该运放输出高电平信号，使光耦OC5导通，继而使PNP型三极管V1截止，从而使得双刀双掷继电器K1的线圈电压失电，切断电源。

双刀双掷继电器K1除了上述用途，还有就是在切换正反转时，在正反转操作后，必须切断直流电源供电，也就是切断继电器输出，才能再一次操作，这样的目的是可控硅必须阳极没有电压或是阳极电流小于维持导通电流才会关断，这一步操作的目的就是为使可控硅关断。

可控硅H桥电路中，R12、R14、R17、R21起到限流作用；R13、R15、R18、R19是为了提高可控硅在电压上升过程中的稳定性，防止误导通；C3、C4、C5、C6用来滤波，防止可控硅因外界干扰误导通。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种可控硅H桥驱动及保护电路，包括可控硅H桥电路及与可控硅H桥电路连接的驱动电路及保护电路，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的可控硅H桥驱动及保护电路，其特征在于：所述可控硅H桥电路包括电机及与电机连接的第一单向可控硅、第二单向可控硅、第三单向可控硅、第四单向可控硅，所述第一单向可控硅与第一光耦连接，所述第二单向可控硅与第二光耦连接，所述第三单向可控硅与第三光耦连接，所述第四单向可控硅与第四光耦连接，第一光耦与第四光耦导通，第一单向可控硅与第四单向可控硅导通，电机得到反向电压实现反转，第二光耦与第三光耦导通，第二单向可控硅与第三单向可控硅导通，电机得到正向电压实现正转。

3.根据权利要求2所述的可控硅H桥驱动及保护电路，其特征在于：所述第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦采用MOC3021光耦。