CN221126896U - 逆变电路、电机驱动电路及设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种逆变电路、电机驱动电路及设备，其中，该逆变电路，包括：高边防反开关模块，串联于电源端与逆变模块之间；单向导通模块，串联于高边防反开关模块的控制端与自举式高侧栅极驱动模块之间，该自举式高侧栅极驱动模块与该电源端连接，并用于驱动该逆变模块的高侧开关；其中，单向导通模块基于自举式高侧栅极驱动模块的驱动电压导通，在单向导通模块导通时，高边防反开关模块基于该驱动电压导通。该逆变电路通过自举式高侧栅极驱动模块的驱动电压驱动高边防反开关模块，能够实现逆变电路的防反保护，并且相较于相关技术中采用专用的驱动IC，能够降低电路成本和面积。

Description

逆变电路、电机驱动电路及设备

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，具体涉及一种逆变电路、电机驱动电路及设备。

背景技术

相关技术中，可以采用高边防反开关电路进行逆变电路的防反接保护。NMOS高边防反开关电路需要栅极(G)电压高于源极(S)电压来驱动，高边防反开关电路的源极连接电源端，即栅极电压高于电源电压。为此，相关技术中使用专用驱动IC从高边取电，来产生高于源极电压(Vs)的栅极电压(Vg)。专用驱动IC可以包括电荷泵型、BUCK-BOOST型等。

由此可见，相关技术中的防反电路需要增加专用驱动芯片(IC)，增加了电路成本和电路面积。

实用新型内容

鉴于以上问题，本申请实施例提供一种逆变电路、电机驱动电路及设备，以解决上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种逆变电路，包括：高边防反开关模块，串联于电源端与逆变模块之间；单向导通模块，串联于高边防反开关模块的控制端与自举式高侧栅极驱动模块之间，该自举式高侧栅极驱动模块与该电源端连接，并用于驱动该逆变模块的高侧开关；其中，单向导通模块基于自举式高侧栅极驱动模块的驱动电压导通，在单向导通模块导通时，高边防反开关模块基于该驱动电压导通。该逆变电路通过自举式高侧栅极驱动模块的驱动电压驱动高边防反开关模块，能够实现逆变电路的防反保护，并且相较于相关技术中采用专用的驱动IC，能够降低电路成本和面积。

可选地，上述逆变电路，还包括：电阻单元，串联于高边防反开关模块的控制端与单向导通模块之间，用于限流以防止瞬间驱动电流过大，以及消除高边防反开关模块的控制端的振荡信号。

可选地，上述逆变电路，还包括：滤波模块，与高边防反开关模块的控制端连接，用于对高边防反开关模块的控制端的信号进行滤波。

可选地，上述高边防反开关模块，包括：NMOS管，该NMOS管的源极与电源端连接，该NMOS管的漏极与逆变模块连接，该NMOS管的栅极为控制端。

可选地，上述单向导通模块，包括：第一单向导通单元，串联于所述高边防反开关模块的控制端与所述自举式高侧栅极驱动模块的第一相驱动输出端之间；第二单向导通单元，串联于所述高边防反开关模块的控制端与所述自举式高侧栅极驱动模块的第二相驱动输出端之间；第三单向导通单元，串联于高边防反开关模块的控制端与自举式高侧栅极驱动模块的第三相驱动输出端之间。

可选地，上述高边防反开关模块的第一端与电源端连接，高边防反开关模块的第二端与逆变模块连接；自举式高侧栅极驱动模块与第二端连接，以通过该第二端供电。

可选地，上述逆变电路，还包括：过流保护模块，连接于高边防反开关模块的控制端，用于检测逆变模块的负载的电流，在检测到该负载过流的情况下，断开高边防反开关模块。

可选地，上述过流保护模块，包括：开关单元，串联于高边防反开关模块的控制端与电源地端之间；过流检测单元，用于检测上述负载的电流，在检测到该负载过流的情况下，导通该开关单元以断开高边防反开关模块。

可选地，上述过流检测单元，包括：采样单元，用于基于负载的电流产生过流检测电压；比较单元，其第一端接收过流检测电压，其第二端接收过流参考电压，该比较单元用于比较过流检测电压与过流参考电压。

可选地，上述采样单元，包括：采样电阻，串联于逆变模块与电源地端之间。

可选地，上述过流保护模块，还包括：第一限流单元，串联于比较单元的输出端与开关单元的控制端之间；和/或，第二限流单元，与开关单元串联并连接于高边防反开关模块的控制端与电源地端之间。

可选地，上述逆变电路，还包括：上述逆变模块；上述自举式高侧栅极驱动模块；低侧栅极驱动模块，用于驱动逆变模块的低侧开关；控制模块，用于产生PWM信号，该PWM信号用于控制自举式高侧栅极驱动模块和低侧栅极驱动模块。

第二方面，本申请实施例提供一种电机驱动电路，包括上述任一实施例的逆变电路。

第二方面，本申请实施例提供一种设备，包括设备主体以及设于该设备主体的本申请任一实施例的逆变电路或电机驱动电路。

本申请实施例提供的逆变电路、电机驱动电路及设备，通过自举式高侧栅极驱动模块的驱动电压驱动高边防反开关模块，能够实现逆变电路的防反保护，并且相较于相关技术中采用专用的驱动IC，能够降低电路成本和面积。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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示出了本申请实施例提供的逆变电路的示意性框图。

图2示出了本申请实施例提供的另一逆变电路的示意性框图。

图3示出了本申请实施例提供的又一逆变电路的示意性框图。

图4示出了本申请实施例提供的电机驱动电路的框图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请的方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中，需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请实施例的描述中，“示例”或“例如”等词语用于表示举例、说明或描述。本申请实施例中描述为“举例”或“例如”的任何实施例或设计方案均不解释为比另一实施例或设计方案更优选或具有更多优点。使用“示例”或“例如”等词语旨在以清晰的方式呈现相对概念。

另外，本申请实施例中的“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本申请实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“至少一个”，可理解为一个或多个，例如理解为一个、两个或更多个。例如，包括至少一个，是指包括一个、两个或更多个，而且不限制包括的是哪几个，例如，包括A、B和C中的至少一个，那么包括的可以是A、B、C、A和B、A和C、B和C、或A和B和C。

需要说明的是，本申请实施例中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要指出的是，本申请实施例中“连接”可以理解为电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接连接。

本申请中实施例中所采用的各晶体管的第一极/第一端为源极和漏极中一者，各晶体管的第二极/第二端为源极和漏极中另一者。由于晶体管的源极、漏极在结构上可以是对称的，所以其源极、漏极在结构上可以是没有区别的，也就是说，本申请的实施例中的晶体管的第一极/第一端和第二极/第二端在结构上可以是没有区别的。示例性地，在晶体管为P型晶体管的情况下，晶体管的第一极/第一端为源极，第二极/第二端为漏极；示例性地，在晶体管为N型晶体管的情况下，晶体管的第一极/第一端为漏极，第二极/第二端为源极。

本申请的实施例提供的电路结构中，第一节点、第二节点等节点并非表示实际存在的部件，而是表示电路图中相关耦接的汇合点，也就是说，这些节点是由电路图中相关耦接的汇合点等效而成的节点。

逆变电路可以把直流电变成交流电，把直流电变成交流电的过程称为逆变。逆变电路可用于构成各种交流电源，在工业中得到广泛应用。例如，用于控制交流电机转速的变频器、不间断电源、太阳能逆变器和其他类似逆变器应用。

本申请实施例提供一种逆变电路。

如图1所示，逆变电路100可以包括：逆变模块130；自举式高侧栅极驱动模块140；高边防反开关模块110，串联于电源端与逆变模块130之间；单向导通模块120，串联于高边防反开关模块110的控制端与自举式高侧栅极驱动模块140之间。该自举式高侧栅极驱动模块140用于驱动该逆变模块130的高侧开关。单向导通模块120基于自举式高侧栅极驱动模块140的驱动电压导通，在单向导通模块120导通时，高边防反开关模块110基于该驱动电压导通。

本申请实施例的逆变电路，通过自举式高侧栅极驱动模块的驱动电压驱动高边防反开关模块，能够实现逆变电路的防反保护，并且相较于相关技术中采用专用的驱动IC，能够降低电路成本和面积。

在本实施例中，逆变模块130可以包括单相逆变模块或三相逆变模块。单相逆变模块或三相逆变模块的任一相可以包括高侧开关和低侧开关，通常可以控制高侧开关与低侧开关交替导通来将直流电变成交流电。示例性的，高侧开关或低侧开关可以采用MOSFET(简称MOS管)、绝缘栅双极晶体管(简称IGBT管)，本申请实施例对此不作限定。作为一种示例，逆变模块130可以是分立式MOS管、IGBT管。作为另一种示例，逆变模块130可以是MOS管、IGBT管集成的模块。

在本实施例中，自举式高侧栅极驱动模块140可以驱动该逆变模块130的高侧开关。自举式高侧栅极驱动模块140包括自举电路。示例性的，自举电路可以包括自举电容和自举二极管。在一些示例中，自举电路可以包括自举电容、自举二极管和自举电阻。本申请实施例对自举电路不作限定。

作为一种实施方式，单向导通模块120包括一个或多个单向导通单元。一个单向导通单元，串联于高边防反开关模块110的控制端与自举式高侧栅极驱动模块140的一相驱动输出端之间。单向导通模块120基于任一相的驱动电压导通，从而高边防反开关模块110基于该驱动电压导通。作为一种示例，单向导通模块120、单相导通单元可以包括二极管。例如，二极管的第一端与自举式高侧栅极驱动模块140连接，二极管的第二端与高边防反开关模块110的控制端连接，高边防反开关模块110的控制端的电压基本为驱动电压与二极管压降之差。

作为一种实施方式，高边防反开关模块110可以包括NMOS管，该NMOS管的源极与电源端连接，该NMOS管的漏极与逆变模块连接，该NMOS管的栅极为控制端。NMOS管具有成本相对低、导通电阻相对较小的优点。在该实施方式中，自举式高侧栅极驱动模块140的驱动电压设置为，使得NMOS管的栅极与源极之间的电压差大于NMOS管的导通阈值电压，以使NMOS管能够导通。

作为一种实施方式，高边防反开关模块110的第一端与电源端连接，高边防反开关模块110的第二端与逆变模块130连接。自举式高侧栅极驱动模块140与高边防反开关模块110的第二端连接，以通过第二端供电。

为了便于理解本实施例，以自举式高侧栅极驱动模块140通过电源端供电、高边防反开关模块110为NMOS管、单向导通模块120为二极管为例进行说明。假设电源端电压为VDC，即NMOS管的源极(S极)的电压为VDC，自举式高侧栅极驱动模块140的供电电压接近于VDC，其自举电路使其输出的驱动电压高于VDC，以驱动逆变模块130的高侧开关。设置驱动电压经过二极管压降后(即NMOS管的栅极(G极)接收的电压)高于NMOS管的源极(S极)的电压且高于NMOS管导通阈值电压Vth_NMOS，即VGS_NMOS>Vth_NMOS，由此自举式高侧栅极驱动模块140产生驱动电压时，单向导通模块120导通，高边防反开关模块110导通。

在一些实施例中，如图2所示，逆变电路100还可以包括：电阻单元150，串联于高边防反开关模块110的控制端与单向导通模块120之间，电阻单元150可以限流以防止瞬间驱动电流过大，以及消除高边防反开关模块110的控制端的振荡信号。

作为一种示例，高边防反开关模块110为NMOS管，由于NMOS管的寄生电容Cgs，在NMOS管导通瞬间，产生较大的电流，通过电阻单元150能够避免该电流过大。同时电阻单元150可以消除振荡信号。

在一些实施例中，如图2所示，逆变电路100还可以包括：滤波模块160，与高边防反开关模块110的控制端连接，用于对高边防反开关模块110的控制端的信号进行滤波。作为一种实施方式，滤波模块160可以采用电阻并联电容的滤波电路。通过该实施方式，可以过滤自举式高侧栅极驱动模块140的驱动电压包含的杂波。为了便于理解，以PWM信号控制自举式高侧栅极驱动模块140产生驱动电压为例，驱动电压与PWM信号有关，而PWM信号可能包含杂波，影响高边防反开关模块110的控制端的电压。

在一些实施例中，如图2所示，逆变电路100还可以包括：过流保护模块170，连接于高边防反开关模块110的控制端，用于检测逆变模块130的负载的电流，在检测到该负载过流的情况下，断开高边防反开关模块110。通过该实施方式，能够进行过流保护，提高电路的寿命。并且，由于过流保护模块170在检测到逆变模块130的负载过流的情况下，断开高边防反开关模块110，控制速度快，能够对过流做出快速响应。

如图2所示，逆变电路100还可以包括：低侧栅极驱动模块180，用于驱动逆变模块130的低侧开关；控制模块190，用于产生PWM信号，该PWM信号用于控制自举式高侧栅极驱动模块140和低侧栅极驱动模块180。控制模块190可以包括MCU等，本实施例对此不作限定。

示例性的，逆变模块130的每一相的高侧开关与低侧开关的PWM信号互补，以使一相的高侧开关和低侧开关的一个导通，另一个断开。例如，对于三相逆变模块，U相对应的高侧开关导通时，U相对应的低侧开关断开，反之，U相对应的高侧开关断开时，U相对应的低侧开关导通。

在一些实施例中，如图2所示，高边防反开关模块110的第一端与电源端连接，高边防反开关模块110的第二端与逆变模块130连接。自举式高侧栅极驱动模块140与高边防反开关模块110的第二端连接，以通过高边防反开关模块110的第二端供电。示例性的，通过电源总线(VBUS)连接高边防反开关模块110的第二端与逆变模块130及自举式高侧栅极驱动模块140。

下面结合图3对过流保护模块170的示例性实施方式进行说明。

作为一种实施方式，如图3所示，过流保护模块170可以包括：开关单元171，串联于高边防反开关模块110的控制端与电源地端之间；过流检测单元172，用于检测逆变模块130的负载的电流，在检测到该负载过流的情况下，导通该开关单元171以断开高边防反开关模块110。当开关单元171导通时，将高边防反开关模块110的控制端的电压下拉到电源地端的电压，从而将高边防反开关模块110断开。

作为一种实施方式，如图3所示，过流检测单元172，包括：采样单元1721，用于基于逆变模块130负载的电流产生过流检测电压；比较单元1722，其第一端接收过流检测电压，其第二端接收过流参考电压，该比较单元1722用于比较过流检测电压与过流参考电压。作为一种示例，采样单元1721可以包括采样电阻，采样电阻串联于逆变模块130与电源地端之间。

作为一种实施方式，如图3所示，过流保护模块170，还可以包括第一限流单元173，串联于比较单元1722的输出端与开关单元171的控制端之间。第一限流单元173能够降低开关单元171的控制端的电流。作为一种示例，第一限流单元173可以包括电阻单元，电阻单元串联于比较单元1722的输出端与开关单元171的控制端之间。

作为一种实施方式，如图3所示，过流保护模块170，还可以包括第二限流单元174，与开关单元171串联并连接于高边防反开关模块110的控制端与电源地端之间。作为一种示例，第二限流单元174可以包括电阻单元，电阻单元与开关单元171串联并连接于高边防反开关模块110的控制端与电源地端之间。

本申请实施例还提供一种电机驱动电路，该电机驱动电路可以包括本说明书的任一逆变电路。下面结合图4对电机驱动电路的示例性实施方式进行说明。

如图4所示，电机驱动电路400可以包括：高边防反开关模块410、单向导通模块420、逆变模块430、自举式高侧栅极驱动模块440、低侧栅极驱动模块480和控制模块490。逆变模块430为三相逆变电路，用于驱动三相交流电机。自举式高侧栅极驱动模块440和低侧栅极驱动模块480可以称为栅极驱动器(Gate Driver)。

作为一种实施方式，如图4所示，自举式高侧栅极驱动模块440可以包括三个驱动输出端，具体包括：W相驱动输出端HO1，用于驱动W相对应的高侧开关；V相驱动输出端HO2，用于驱动V相对应的高侧开关；以及U相驱动输出端H03，用于驱动U相对应的高侧开关。示例性的，如图4所示，以U相为例，通过自举电容C2产生自举电压。

作为一种实施方式，如图4所示，低侧栅极驱动模块480可以包括三个驱动输出端，具体包括：W相驱动输出端LO1，用于驱动W相对应的低侧开关；V相驱动输出端LO2，用于驱动V相对应的低侧开关；以及U相驱动输出端L03，用于驱动U相对应的低侧开关。

作为一种实施方式，如图4所示，单向导通模块420可以包括：第一单向导通单元(示例性的，图4示出为二极管D1)，串联于高边防反开关模块410的控制端与自举式高侧栅极驱动模块440的W相驱动输出端HO1之间；第二单向导通单元(示例性的，图4示出为二极管D2)，串联于高边防反开关模块410的控制端与自举式高侧栅极驱动模块440的V相驱动输出端H02之间；第三单向导通单元(示例性的，图4示出为二极管D3)，串联于高边防反开关模块410的控制端与自举式高侧栅极驱动模块440的U相驱动输出端H03之间。

如图4所示，控制模块490可以用于产生PWM信号，该PWM信号用于控制自举式高侧栅极驱动模块440和低侧栅极驱动模块480。控制模块490可以包括MCU等，本实施例对此不作限定。

控制模块190可以控制逆变模块430的一相或多相产生交流信号。对于逆变模块430的任一相，控制模块490控制自举式高侧栅极驱动模块440和低侧栅极驱动模块180交替输出驱动信号，以使该相的高侧开关和低侧开关交替导通。如图4所示，在自举式高侧栅极驱动模块440的任一相驱动输出端输出驱动电压时，相应的单向导通单元导通，高边防反开关模块410基于驱动电压导通。例如，当U相驱动输出端H03输出驱动电压时，二极管D3导通，驱动电压经过二极管D3后作用到高边防反开关模块410的控制端，高边防反开关模块410基于U相驱动输出端H03的驱动电压导通。

在高边防反开关模块410未导通时，流经高边防反开关模块410的电流较小，逆变模块430的电压为电源端电压VBAT与高边防反开关模块410的压降之差。

作为一种实施方式，如图4所示，高边防反开关模块410为NMOS管M0，NMOS管M0的S极与电源端连接；D极作为供电端，其经电源总线与逆变模块430、高侧栅极驱动模块440和低侧栅极驱动模块480连接；G极为控制端，与单向导通模块420连接。

作为一种示例，如图4所示，电机驱动电路400还可以包括电阻单元450，电阻单元450串联于G极与单向导通模块420之间，电阻单元450可以限流以防止瞬间驱动电流过大，以及消除G极的振荡信号。如图4所示，电阻单元450为电阻R2，电阻R2的一端与NMOS管M0的G极连接，另一端与二极管D1、二极管D2以及二极管D3的负极连接。

作为一种示例，如图4所示，电机驱动电路400还可以包括滤波模块460，滤波模块460与高边防反开关模块410的控制端连接，滤波模块460用于对高边防反开关模块410的控制端的信号进行滤波。示例性的，如图4所示，滤波模块460可以包括电阻R1和电容C1，电阻R1与电容C1并联，电阻R1和电容C1的一端与电源端连接，电阻R1和电容C1的另一端与NMOS管M0的G极连接。

作为一种实施方式，如图4所示，电机驱动电路400还可以包括：过流保护模块570，连接于高边防反开关模块410的控制端，用于电机的电流，在检测到电机过流的情况下，断开高边防反开关模块430。通过该实施方式，能够进行过流保护，提高电路的寿命。并且，由于过流保护模块470在检测到电机过流的情况下，断开高边防反开关模块430，控制速度快，能够对过流做出快速响应。

作为一示例，如图4所示，过流保护模块470可以包括：开关单元471，串联于高边防反开关模块410的控制端与电源地端之间；过流检测单元472，用于检测逆变模块430的负载的电流，在检测到该负载过流的情况下，导通该开关单元471以断开高边防反开关模块410。当开关单元471导通时，将高边防反开关模块410的控制端的电压下拉到电源地端的电压，从而将高边防反开关模块410断开。示例性的，如图4所示，开关单元471可以包括三极管Q0，但不限于此。

参考图4所示，三极管Q0(开关单元471)的第一端与电阻R2和二极管D1、二极管D2以及二极管D3之间的节点连接，三极管Q0(开关单元471)的第二端电源地端连接，三极管Q0(开关单元471)的第三端与过流检测单元472连接，第三端接收过流检测单元472产生的控制信号。

作为一示例，如图4所示，过流检测单元472，包括：采样单元4721，用于基于逆变模块430负载的电流产生过流检测电压；比较单元4722，其第一端接收过流检测电压，其第二端接收过流参考电压，该比较单元4722用于比较过流检测电压与过流参考电压。示例性的，采样单元4721可以包括采样电阻R7，采样电阻R7串联于逆变模块430与电源地端之间。

作为一种示例，如图4所示，过流参考电压通过串联的电阻R5和电阻R6对VDD进行分压得到。可选地，VDD可以通过低压差稳压器(LDO)等对VBUS进行降压得到。VDD除作为过流参考电压外，还可以作为MCU(即控制模块490)等模块的供电电压。

作为一种实施方式，如图4所示，过流保护模块470，还可以包括第一限流单元473，串联于比较单元4722的输出端与开关单元471的控制端之间,。第一限流单元473能够降低开关单元471的控制端的电流。示例性的，如图4所示，第一限流单元473可以包括电阻R4，电阻R4串联于比较单元4722的输出端与开关单元471的控制端之间。

作为一种实施方式，如图4所示，过流保护模块470，还可以包括第二限流单元474，与开关单元471串联并连接于高边防反开关模块410的控制端与电源地端之间。示例性的，如图4所示，第二限流单元474可以包括电阻R3，电阻R3与开关单元471串联并连接于高边防反开关模块410的控制端与电源地端之间。

下面对如图4所示的电机驱动电路的工作过程进行示例性说明。

参考图4所示，在初始状态下，W相驱动输出端HO1、V相驱动输出端HO2以及U相驱动输出端H03的驱动电压均为低电平，二极管D1、二极管D2以及二极管D3断开，NMOS管M0的G极与S极之差VGS小于NMOS管M0的导通阈值电压，NMOS管M0断开。此外，三极管Q0断开。

在NMOS管M0断开的情况下，由于NMOS管M0的S极连接电源端，NMOS管M0的寄生二极管导通，NMOS管M0的D极的电压为电源电压与寄生二极管压降V0之差，即，VBUS＝VBAT-V0。另外，由于NMOS管M0断开，NMOS管M0的S极与D极之间的电流较小。

在驱动电机时，MCU向栅极驱动模块输出PWM信号，栅极驱动模块基于PWM信号在驱动输出点输出驱动电压。如图4所示，以U相驱动输出端H03为例，当MCU控制U相驱动输出端H03输出驱动电压时，由于自举电容C2的作用，U相驱动输出端H03的电压V_H03大于VBUS，且V_H03与VBUS之差大于U相的高侧开关的导通阈值电压。此时，二极管D3导通，NMOS管M0的G极电压基本为U相驱动输出端H03的电压V_H03与二极管D3压降V3之差，即Vg＝V_H03-V3，NMOS管M0的G极与S极之间的电压差VGS为Vg-Vs，即，(V_H03-V3)-VBAT，设置V_H03可以使得NMOS管M0的G极与S极之间的电压差VGS大于其导通阈值电压。当NMOS管M0导通时，NMOS管M0的S极与D极之间可以产生较大电流。

采样电阻R7对电机的电流进行采样，得到过流检测电压，比较单元4722比较过流检测电压与过流参考电压(即，电阻R5与电阻R6之间的节点的电压)，在电机过流时，过流检测电压大于过流参考电压，比较单元4722控制三极管Q0导通。三极管Q0导通时，将NMOS管M0的G极电压拉低，使得NMOS管M0的G极与S极之间的电压差VGS小于其导通阈值电压，NMOS管M0断开，由于NMOS管M0断开，NMOS管M0的S极与D极之间的电流较小，实现过流保护。

本申请实施例，无需高边NMOS专用驱动IC，利用驱动逆变电路的栅极驱动模块产生的自举电压，反馈到二极管导通电路，进而形成高边NMOS的开通电压，实现高边NMOS防反。有效地利用资源，缩减了方案成本。由于过流保护模块在检测到逆变模块的负载过流的情况下，断开高边防反开关模块，控制速度快，能够对过流做出快速响应，提高了系统寿命。

本申请实施例还提供一种设备，该电子设备包括设备主体以及设于设备主体内的如上述的逆变电路、电机驱动电路。电子设备可以是但不限于体重秤、体脂秤、营养秤、脉搏血氧仪、人体成分分析仪、移动电源、无线充电器、快充充电器、车载充电器、适配器、显示器、触控笔、真无线耳机、汽车中控屏、汽车、智能穿戴设备、移动终端、智能家居设备。智能穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环、颈椎按摩仪。移动终端包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、POS(point of sales terminal,销售点终端)机。智能家居设备包括但不限于智能插座、智能电饭煲、智能扫地机、智能灯。通过自举式高侧栅极驱动模块的驱动电压驱动高边防反开关模块，能够实现逆变电路的防反保护，并且相较于相关技术中采用专用的驱动IC，能够降低电路成本和面积。

以上，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本申请，任何本领域技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种逆变电路，其特征在于，包括：

高边防反开关模块，串联于电源端与逆变模块之间；

单向导通模块，串联于所述高边防反开关模块的控制端与自举式高侧栅极驱动模块之间，所述自举式高侧栅极驱动模块用于驱动所述逆变模块的高侧开关；

其中，所述单向导通模块基于所述自举式高侧栅极驱动模块的驱动电压导通；在所述单向导通模块导通时，所述高边防反开关模块基于所述驱动电压导通。

2.如权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，还包括：

电阻单元，串联于所述高边防反开关模块的控制端与所述单向导通模块之间，用于限流以防止瞬间驱动电流过大，以及消除所述高边防反开关模块的控制端的振荡信号。

3.如权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，还包括：

滤波模块，与所述高边防反开关模块的控制端连接，用于对所述高边防反开关模块的控制端的信号进行滤波。

4.如权利要求1～3任一项所述的逆变电路，其特征在于，所述高边防反开关模块，包括：

NMOS管，所述NMOS管的源极与所述电源端连接，所述NMOS管的漏极与所述逆变模块连接，所述NMOS管的栅极为控制端。

5.如权利要求1～3任一项所述的逆变电路，其特征在于，所述单向导通模块，包括：

第一单向导通单元，串联于所述高边防反开关模块的控制端与所述自举式高侧栅极驱动模块的第一相驱动输出端之间；

第二单向导通单元，串联于所述高边防反开关模块的控制端与所述自举式高侧栅极驱动模块的第二相驱动输出端之间；

第三单向导通单元，串联于所述高边防反开关模块的控制端与所述自举式高侧栅极驱动模块的第三相驱动输出端之间。

6.如权利要求1～3任一项所述的逆变电路，其特征在于，所述高边防反开关模块的第一端与所述电源端连接，所述高边防反开关模块的第二端与所述逆变模块连接；所述自举式高侧栅极驱动模块与所述第二端连接，以通过所述第二端供电。

7.如权利要求1所述的逆变电路，其特征在于，还包括：

过流保护模块，连接于所述高边防反开关模块的控制端，用于检测所述逆变模块的负载的电流，在检测到所述负载过流的情况下，断开所述高边防反开关模块。

8.如权利要求7所述的逆变电路，其特征在于，所述过流保护模块，包括：

开关单元，串联于所述高边防反开关模块的控制端与电源地端之间；

过流检测单元，用于检测所述负载的电流，在检测到所述负载过流的情况下，导通所述开关单元以断开所述高边防反开关模块。

9.如权利要求8所述的逆变电路，其特征在于，所述过流检测单元，包括：

采样单元，用于基于所述负载的电流产生过流检测电压；

比较单元，其第一端接收所述过流检测电压，其第二端接收过流参考电压，所述比较单元用于比较所述过流检测电压与所述过流参考电压。

10.如权利要求9所述的逆变电路，其特征在于，所述采样单元，包括：采样电阻，串联于所述逆变模块与所述电源地端之间。

11.如权利要求9所述的逆变电路，其特征在于，所述过流保护模块，还包括：

第一限流单元，串联于所述比较单元的输出端与所述开关单元的控制端之间；和/或

第二限流单元，与所述开关单元串联并连接于所述高边防反开关模块的控制端与所述电源地端之间。

12.如权利要求1或7所述的逆变电路，其特征在于，还包括：

所述逆变模块；

所述自举式高侧栅极驱动模块；

低侧栅极驱动模块，用于驱动所述逆变模块的低侧开关；

控制模块，用于产生PWM信号，所述PWM信号用于控制所述自举式高侧栅极驱动模块和所述低侧栅极驱动模块。

13.一种电机驱动电路，其特征在于，包括如上述权利要求1～12任一项所述的逆变电路。

14.一种设备，其特征在于，包括设备主体以及设于所述设备主体的如上述权利要求1～12任一项所述的逆变电路，或上述权利要求13所述的电机驱动电路。