专利名称：用于驱动逆变功率模块的pwm接口电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种驱动逆变功率模块工作的PWM接口电路。
背景技术：
随着功率半导体器件的飞速发展，逆变功率模块被广泛地应用在电机驱动控制领域，起着弱电控制强电的桥梁作用。在电机调速系统中，调压调速是最常用的调速方式，它主要是通过改变加在电机电枢绕组两端的电压来改变电机的转速，采取的调节方式通常是PWM调节方式，它是一种根据能量冲量等效原理，通过将固定不变的系统电压斩成占空比可变的PWM波，通过改变占空比来改变电机电枢两端的平均电压的电压调节方式。硬件实现上，微处理器输出占空比可调的PWM信号，控制逆变功率模块内部的功率管的导通与关断，不同的占空比导致功率管导通的时间不一样，使得加在电机绕组两端的平均电压不同，从而实现调速。在此过程中，同一相的上下桥臂不能同时导通(即上下桥臂的PWM驱动信号不能同时有效)，否则会烧毁逆变功率模块。然而，很多逆变功率模块没有上下桥臂互锁电路，通常的做法是在微处理器软件程序设计中，同相桥臂采用互补对称的PWM波形进行控制，并且增加死区延时，这样可以有效避免同相桥臂功率管开关瞬间产生的导通现象。然而，一旦系统程序故障或PWM输出故障时，有可能出现PWM驱动信号同时有效的情况，从而导致上下桥臂直通，会有烧毁逆变功率模块的危险。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于驱动逆变功率模块的PWM接口电路，以硬件的方式避免了上述现象的发生，降低器件损坏的风险，并且该电路结构简单、实现方便。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案—种用于驱动逆变功率模块的PWM接口电路,从微处理器输出的一对互补对称的脉宽调制信号经过限流电阻限流后，被分别送入光电隔离器I和光电隔离器II，所述光电隔离器I的发射二极管I的阳极与光电隔离器II的发射二极管II的阴极相连；同时，光电隔离器I的发射二极管I的阴极与光电隔离器II的发射二极管的阳极II相连。所述光电隔离器I和光电隔离器II的输出端均连接有上拉电阻和滤波电容。所述的光电隔离器I和光电隔离器II采用集电极开路输出，8只引脚双列封装的封装形式。采用上述技术方案的本实用新型，具有以下优点(I)利用PWM信号自身特性，巧妙地实现同相桥臂的互锁，以硬件的方式很好地预防了桥臂直通现象的发生；(2)外围器件少，结构简单，成本低，可靠性高。
图I为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图I所示，一种用于驱动逆变功率模块的PWM接口电路是指从微处理器输出的一对互补对称的脉宽调制信号，即PWM_UH和PWM_UL信号，其中PWM_UH信号通过限流电阻Rl与光电隔离器I Ul的发射二极管I的阳极相连，PWM_UL信号通过限流电阻R4与光电隔离器II U2的发射二极管II的阳极相连。且光电隔离器I Ul的发射二极管I的阳极与光电隔离器II U2的发射二极管II的阴极相连；同时，光电隔离器I Ul的发射二极管I的阴极与光电隔离器II U2的发射二极管的阳极II相连，从而实现对输入PWM信号互锁的目的。一般情况下，光电隔离器I Ul和光电隔离器II U2的输出端均连接有上拉电阻R3，R5和滤波电容Cl，C2，C3，C4。在本实用新型中，两个光 电隔离器郡具有极短的寄生延时，电气隔离效果好，集电极开路输出，8只引脚双列封装。凡是在此基础上的延伸和变换都应视为本专利的保护范围。本实用新型的工作原理是当PWM信号正常，即PWM_UH和PWM_UL是互补对称的。当组合(PWM_UH，PWM_UL) = (1，0)时，光电隔离器I Ul的发射二极管I A、C端存在正向的压降，在限流电阻R1、光电隔离器I Ul的发射二极管中有电流流过，方向为PWM_UH端为十、PWM_UL端为一，此时，光电隔离器I Ul的输出U_H被接地，驱动逆变功率模块的U相上桥臂功率管导通。而光电隔离器II U2的发射二极管II A、C端存在负向的压降，所以光电隔离器II U2的输出U_L被拉高，逆变功率模块的U相下桥臂功率管不会导通。当组合(PWM_UH，PWM_UL) = (0，I)时，光电隔离器II U2的发射二极管II A、C端存在正向的压降，在光电隔离器II U2的发射二极管II、限流电阻Rl中有电流流过，方向为PWM_UL端为+、PWM_UH端为一，此时，光电隔离器II U2的输出U_L被接地，驱动逆变功率模块的U相下桥臂功率管导通。而光电隔离器I Ul的发射二极管I A、C端存在负向的压降，所以光电隔离器I Ul的输出U_H被拉高，逆变功率模块的U相上桥臂功率管不会导通。一旦由于某种原因PWM信号异常，即PWM_UH和PWM_UL同时为I或同时为O时，两个光电隔离器的发射二极管A、C端都不存在正向的压降，发光二极管中没有电流流过，发光二极管不发光，两个光电隔离器的输出U_H和U_L均被拉高，逆变功率模块的U相上下桥臂功率管都不会导通，从而保证了桥臂直通现象的发生。
权利要求1.一种用于驱动逆变功率模块的PWM接口电路，从微处理器输出的一对互补对称的脉宽调制信号经过限流电阻限流后，被分别送入光电隔离器I (Ul)和光电隔离器II (U2)，其特征在于所述光电隔离器I (Ul)的发射二极管I的阳极与光电隔离器II (U2)的发射二极管II的阴极相连；同时，光电隔离器I (Ul)的发射二极管I的阴极与光电隔离器II (U2)的发射二极管的阳极II相连。
2.根据权利要求I所述的用于驱动逆变功率模块的PWM接口电路，其特征在于所述光电隔离器I (Ul)和光电隔离器II (U2)的输出端均连接有上拉电阻和滤波电容。
3.根据权利要求2所述的用于驱动逆变功率模块的PWM接口电路，其特征在于所述的光电隔离器I (Ul)和光电隔离器II (U2)采用集电极开路输出，8只引脚双列封装的封装形式。
专利摘要一种用于驱动逆变功率模块的PWM接口电路，从微处理器输出的一对互补对称的脉宽调制信号经过限流电阻限流后，被分别送入光电隔离器Ⅰ和光电隔离器Ⅱ，所述光电隔离器Ⅰ的发射二极管Ⅰ的阳极与光电隔离器Ⅱ的发射二极管Ⅱ的阴极相连；同时，光电隔离器Ⅰ的发射二极管Ⅰ的阴极与光电隔离器Ⅱ的发射二极管的阳极Ⅱ相连。采用上述技术方案的本实用新型，具有以下优点(1)利用PWM信号自身特性，巧妙地实现同相桥臂的互锁，以硬件的方式很好地预防了桥臂直通现象的发生；(2)外围器件少，结构简单，成本低，可靠性高。
文档编号H02M1/092GK202634258SQ20122022485
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者高振天, 郭立新, 马子彦, 胡扬超, 邵刚, 李雪, 闫娟 申请人:中国船舶重工集团公司第七一三研究所