一种反逻辑igbt/mosfet驱动电路、驱动系统、驱动方法及空调的制作方法

文档序号:9396273阅读:615来源:国知局
一种反逻辑igbt/mosfet驱动电路、驱动系统、驱动方法及空调的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调控制领域,尤其涉及一种反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路、驱动系统、驱动方法及空调。
【背景技术】
[0002]传统的空调控制器,由于MCU的I/O 口输出电压比较低,带载能力比较弱,不适合直接驱动大电流的IGBT/M0SFET,所以必须经过转换电路,以保证IGBT/M0SFET工作于饱和区。常规做法是:MCU的I/O产生PffM输出,一般为3.3V或者5V驱动电平,经过专用集成驱动1C,转换为15V输出电平驱动信号,对IGBT/M0SFET进行驱动控制,使用专用集成驱动IC对IGBT/M0SFET进行驱动的原理图如图1所示。
[0003]由于集成驱动IC是专用器件,对于控制器电路设计商来说,会面临驱动IC使用环境单一、容易受到供货限制、采购价格高昂等问题的困扰。另外,若先前所使用的驱动IC退出市场,则控制器电路设计商更不得不重新选定替代产品并重新研发,由此会带来一系列不可预估的损失。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单的反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路、驱动系统、驱动方法及空调。
[0005]本发明解决上述技术问题的第一种技术方案如下:一种反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路,包括两级驱动电路,分别为第一级驱动电路和第二级驱动电路;所述第一级驱动电路与所述第二级驱动电路电连接;
[0006]所述第一级驱动电路用于将控制器MCU的I/O驱动电平转换为特定驱动电平;
[0007]所述第二级驱动电路用于确保驱动目标IGBT/M0SFET饱和导通。
[0008]在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
[0009]进一步,所述第一级驱动电路包括电阻R221、电阻R222、电阻R223、电阻R224和晶体管Q204 ;所述晶体管Q204为NPN型;
[0010]所述电阻R221的一端电连接至管脚PFC_PWM,所述管脚PFC_PWM是前级控制器MCU的管脚,所述电阻R221的另一端电连接至所述晶体管Q204的基极;所述电阻R222的一端电连接至电源,另一端电连接至所述晶体管Q204的基极;所述电阻R223的一端电连接至所述晶体管Q204的基极,另一端与所述第二级驱动电路电连接;所述电阻R224的一端电连接至电源,另一端电连接至所述晶体管Q204的集电极;所述晶体管Q204的发射极接地。
[0011]进一步,所述第二级驱动电路包括电阻R225、电阻R226、晶体管Q205、晶体管Q206、晶体管Q207、二极管D201和稳压二极管ZD201 ;所述晶体管Q205为PNP型,所述晶体管Q206为NPN型,所述晶体管Q207为IGBT管;
[0012]所述晶体管Q206的基极电连接至所述晶体管Q204的集电极,所述晶体管Q206的集电极电连接至电源,所述晶体管Q206的发射极电连接至所述晶体管Q205的发射极;所述晶体管Q205的基极电连接至所述晶体管Q204的集电极,所述晶体管Q205的集电极接地;所述电阻R225的一端电连接至所述晶体管Q206的发射极,另一端电连接至所述晶体管Q207的门极;所述电阻R226的一端电连接至所述晶体管Q207的门极,另一端电连接至所述晶体管Q207的发射极;所述二极管D201的正极电连接至所述晶体管Q207的门极,所述二极管D201的负极电连接至所述晶体管Q206的发射极;所述稳压二极管ZD201的正极电连接至所述晶体管Q207的发射极,所述稳压二极管ZD201的正极电连接至所述晶体管Q207的门极;所述晶体管Q207的集电极电连接至直流电压,所述晶体管Q207的发射极接地。
[0013]进一步,所述电阻R223的另一端与所述第二级驱动电路电连接具体为所述电阻R223的另一端电连接至所述晶体管Q205的集电极。
[0014]进一步,所述特定驱动电平的取值范围为15V-18V。
[0015]进一步,分压在所述晶体管Q204基极上的电压不能超过所述晶体管Q204的开通阀值。
[0016]进一步,流经所述管脚PFC_PWM的电压值和电流值不能超出所述管脚PFC_PWM的特定电压范围和特定电流范围。
[0017]本发明解决上述技术问题的第二种技术方案如下:一种反逻辑IGBT/M0SFET驱动系统,包括所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路,还包括控制器MCU和驱动目标IGBT/M0SFET ;所述控制器MCU、所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路和所述驱动目标IGBT/M0SFET依次相连。
[0018]本发明解决上述技术问题的第三种技术方案如下:一种所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动系统的驱动方法,包括以下步骤:
[0019]步骤SI,使用所述第一级驱动电路将低压的所述控制器MCU的I/O驱动电平转换为特定驱动电平;
[0020]步骤S2,使用所述第二级驱动电路确保所述驱动目标IGBT/M0SFET饱和导通。
[0021]本发明解决上述技术问题的第四种技术方案如下:一种空调,包括所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动系统。
[0022]本发明的有益效果是:首先,本发明使用廉价通用的二级三极管驱动电路替代常规的专用集成驱动IC对大电流的IGBT/M0SFET进行动控制,在原有性能不变的基础上,降低控制电路设计商的制造成本和风险;其次,在和其他的正逻辑驱动的电路比较,反逻辑驱动电路在保证原有性能不变的基础上,大幅降低了驱动电路的材料成本及对供应商的依赖度,增强了控制电路提供商的竞争能力。
【附图说明】
[0023]图1为现有技术中对IGBT/M0SFET进行驱动控制的原理图;
[0024]图2为本发明实施例一所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路的结构图;
[0025]图3为本发明实施例一所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路的电路原理图;
[0026]图4为本发明实施例二所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路的结构图;
[0027]图5为本发明实施例三所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动系统的驱动方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
[0029]图2为本发明实施例一所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路的结构图。
[0030]如图2所示,一种反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路,其特征在于,包括两级驱动电路,分别为第一级驱动电路和第二级驱动电路;第一级驱动电路与第二级驱动电路电连接;第一级驱动电路用于将控制器MCU的I/O驱动电平转换为特定驱动电平,其中特定驱动电平的取值可根据需要确定,优选取值范围为15V-18V ;第二级驱动电路用于确保驱动目标IGBT/M0SFET饱和导通。
[0031]图3为本发明实施例一所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路的电路原理图。
[0032]如图3所示,所述反逻辑IGBT/M0SFET驱动电路,包括电阻R221、电阻R222、电阻R223、电阻R224、电阻R225、电阻R226、晶体管Q204、晶体管Q205、晶体管Q206、晶体管Q207、二极管D201和稳压二极管ZD201 ;其中晶体管Q204和晶体管Q206为NPN型,晶体管Q205为PNP型,晶体管Q207为驱动目标IGBT管。图3中+15V表示本发明实施例一中二级三极管驱动电路的所用电源,当然本发明还可根据需要采用其他数值的电源,GND表示接地端,VDC表示直流电压。
[0033]其中,电阻R221的一端电连接至管脚PFC_PWM,管脚PFC_PWM是前级MCU的管脚,电阻R221的另一端电连接至晶体管Q204的基极;电阻R222的一端电连接至电源,另一端电连接至晶体管Q204的基极;电阻R223的一端电连接至晶体管Q204的基极,另一端电连接至晶体管Q205的集电极;电阻R224的一端电连接至电源,另一端电连接至晶体管Q204的集电极;晶体管Q204的发射极接地;晶体管Q206的基极电连接至晶体管Q204的集电极,晶体管Q206的集电极电连接至电源,晶体管Q206的发射极电连接至晶体管Q205的发射极;晶体管Q205的基极电连接至晶体管Q204的集电极,晶体管Q205的集电极接地;电阻R225的一端电连接至晶体管Q206的发射极,另一端电连接至晶体管Q207的门极;电阻R226的一端电连接至晶体管Q207的门极,另一端电连接至晶体管Q207的发射极;二极管D201的正极电连接至晶体管Q207的门极,二极管D201的负极电连接至晶体管Q206的发射极;稳压二极管ZD201的正极电连接至晶体管Q207的发射极,稳压二极管ZD201的正极电连接至晶体管Q207的门极;晶体管Q207的集电极电连接至直流电压即VDC,晶体管Q207的发射极接地。
[0034]其中,第一级驱动电路包括电阻R221、电阻R222、电阻R223、电阻R224和晶体管Q204 ;电阻R222对晶体管Q204起到限流作用,以免晶体管Q204饱和导通后BE极间电流过大,导致晶体管Q204损坏。电阻R221和R223是起到分压作用,当驱动芯片输出低电平时确保不会通过电阻R221对驱动芯片的输入电压过大导致驱动芯片的损坏,当驱动芯片的管脚处于短路状态时,
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