一种高精度半桥逆变驱动保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高精度半桥逆变驱动保护电路，包括PWM信号输入端以及与PWM信号输入端连接的上开关管驱动电路和下开关管驱动电路；所述上开关管驱动电路包括二极管D1、电阻R6、滤波电容C1、电阻R7；所述下开关驱动电路包括三极管Q1、二极管D2、滤波电容C2、电阻R4、电阻R5。本实用新型从硬件电路上增加驱动信号的死区时间，消除一些低精度控制芯片因死区时间控制不精确而对产品造成不稳定的影响；实现只需控制芯片的一个PWM输出信号就能实现双管的驱动，减少产品对控制芯片PWM资源的要求。
【专利说明】一种高精度半桥逆变驱动保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半桥逆变电路技术，特别是涉及一种高精度半桥逆变驱动保护电路。
【背景技术】
[0002]半桥式逆变电路结构简单，使用开关器件少，成本低廉，广泛应用于国内外许多厂家生产的小功率不间断电源、逆变器、变频器等产品中。半桥式逆变电路主要包括主电路和驱动保护电路两大部分，其中主电路上的IGBT开关管能否正常可靠工作对系统运行起着至关重要的作用，驱动保护电路的作用就是将控制电路输出的PWM信号进行功率放大，以满足驱动IGBT开关管的要求。同时，驱动保护电路的性能也直接关系到IGBT开关管的开关速度，功耗，整机效率和可靠性。随着IGBT开关管通断频率的提高，驱动保护电路的优化设计就更为重要。目前市场用到的驱动电路只是简单的将PWM信号进行放大，其可靠性的控制仅仅基于控制芯片的性能，但对于一些精度较低的控制芯片，其可靠性较低，由于成本原因又不得不用，这就造成了产品稳定性的降低。
实用新型内容
[0003]为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高精度半桥逆变驱动保护电路，可实现控制芯片的一个PWM驱动资源就可以驱动半桥逆变的上下两管，减少产品对控制芯片PWM资源的要求，以及从硬件电路上增加驱动信号死区时间，解决一些低精度控制芯片因死区时间控制不精确而对产品造成不稳定性的影响。
[0004]本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是:
[0005]一种高精度半桥逆变驱动保护电路，包括PWM信号输入端以及与PWM信号输入端连接的上开关管驱动电路和下开关管驱动电路；所述上开关管驱动电路包括二极管D1、电阻R6、滤波电容Cl、电阻R7，所述二极管Dl的负极连接PWM信号输入端，正极依次连接电阻R6、滤波电容Cl以及接地端，所述电阻R7并联连接于二极管Dl和电阻R6的两端，所述电阻R6通过反向放大器Ul连接有上开关管驱动信号输出端；所述下开关驱动电路包括三极管Q1、二极管D2、滤波电容C2、电阻R4、电阻R5，所述三极管Ql的基极连接PWM信号输入端，发射极连接接地端，集电极连接有正信号源，二极管D2的负极与三极管Ql的集电极相连，二极管D2的正极依次连接电阻R4、滤波电容C2以及接地端，所述电阻R5并联连接于二极管D2和电阻R4的两端，所述电阻R4通过反相放大器U2连接有下开关管驱动信号输出端。
[0006]进一步，所述三极管Ql的基极通过电阻Rl与PWM信号输入端连接。
[0007]进一步，所述反向放大器Ul的输入端连接有电阻R8。
[0008]进一步，所述反相放大器U2的输入端连接有电阻R9。
[0009]进一步，所述正信号源通过电阻R3连接至三极管Ql的集电极。
[0010]进一步，所述三极管Ql的基极和发射极之间连接有电阻R2。
[0011]进一步，所述三极管Ql为NPN型三极管Ql。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013]1.从硬件电路上增加驱动信号的死区时间，消除一些低精度控制芯片因死区时间控制不精确而对产品造成不稳定的影响；
[0014]2.实现只需控制芯片的一个PWM输出信号就能实现双管的驱动，减少产品对控制芯片PWM资源的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]以下结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
[0016]图1是本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]参照图1，本实用新型的一种高精度半桥逆变驱动保护电路，包括PWM信号输入端以及与PWM信号输入端连接的上开关管驱动电路和下开关管驱动电路，从PWM信号输入端输入逆变PWM信号，其为连续的高低电平组成，然后经上开关管驱动电路输出驱动半桥逆变电路中上IGBT开关管的信号，下开关管驱动电路输出驱动半桥逆变电路中下IGBT开关管的信号。
[0018]具体地，所述上开关管驱动电路包括二极管D1、电阻R6、滤波电容Cl、电阻R7，所述二极管Dl的负极连接PWM信号输入端，正极依次连接电阻R6、滤波电容Cl以及接地端GND,所述电阻R7并联连接于二极管Dl和电阻R6的两端，所述电阻R6依次通过电阻R8、反向放大器Ul连接有上开关管驱动信号输出端。
[0019]具体地，所述下开关驱动电路包括NPN型三极管Q1、二极管D2、滤波电容C2、电阻R4、电阻R5，所述三极管Ql的基极通过电阻Rl连接PWM信号输入端，发射极连接接地端GND，集电极通过电阻R3连接有正信号源+5CV。所述三极管Ql的基极和发射极之间连接有电阻R2，二极管D2的负极与三极管Ql的集电极相连，二极管D2的正极依次连接电阻R4、滤波电容C2以及接地端GND，所述电阻R5并联连接于二极管D2和电阻R4的两端，所述电阻R4依次通过电阻R9、反相放大器U2连接有下开关管驱动信号输出端。
[0020]本实用新型的工作原理如下:
[0021]当逆变PWM信号为高电平时，在上开关驱动电路中，由于二极管Dl被反向偏置，所以高电平信号只能经过电阻R7、电容Cl滤波，到达电阻R8，然后经过反向放大器U1，得到一个被放大的低电平信号，上IGBT开关管截止，本实施例中，电阻R7采用为3ΚΩ的电阻，电容Cl采用102F的电容，通过计算可得出上开关管驱动信号INV.PWM+的延时时间为t=R7*Cl=3us ;在下开关驱动电路中，高电平经过电阻R1，驱动三极管Ql的基极，使三极管Ql的集电极与发射极导通，此时三极管Ql的集电极对地导通，因此二极管D2正向导通，使得输入的高电平PWM信号转换为低电平，低电平信号经过二极管D2、电阻R4、电容C2滤波，到达电阻R9，然后经过反向放大器U2，得到一个被放大的高电平信号，下IGBT开关管导通，其中电阻R4采用330 Ω的电阻，电容C2采用102F的电容，通过计算可得出下开关管驱动信号INV.PWM-的延时时间为t=R4*C2=0.3us。由以上可知，当逆变PWM信号输入为高电平时，INV.PWM+为3us低阻态的延迟，INV.PWM-历时约0.3us的高阻态，由此实现约2.7us的死区时间。
[0022]当逆变PWM信号为低电平时，由于二极管Dl正向导通，所以低电平信号只能经过电阻R6、电容Cl滤波，到达电阻R8，然后经过反向放大器U1，得到一个被放大的高电平信号INV.PWM+，上管IGBT导通。电阻R6采用330Ω的电阻，电容Cl采用102F的电容，通过计算可得出上开关管驱动信号INV.PWM+的延时时间为t=R6*Cl=0.3us ;在下开关驱动电路中，低电平经过电阻Rl，无法驱动三极管Ql的基极，三极管Ql的集电极与发射极不导通，此时，+5CV电源经过电阻R3到达三极管Ql的集电极，使得二极管D2被反向偏置，所以+5CV高电平信号只能经过电阻R1、电阻R5、电容C2滤波，到达电阻R9，然后经过反向放大器U2，得到一个被放大的低电平信号INV.PWM-，下IGBT开关管截止，其中电阻Rl采用IK Ω的电阻，电阻R5采用2ΚΩ的电阻，电容Cl采用102F的电容，通过计算得出下开关驱动信号INV.PWM-的延时时间为t=(Rl+R5)*C2=3us。由以上可知，当PWM信号输入为低电平时，INV.PWM+为0.3us高阻态的延迟，INV.PWM-历时约3us的低阻态，由此实现约2.7us的死区时间。
[0023]通过以上两种工作方式，就实现了半桥逆变电路中上、下两IGBT开关管的交替导通，并实现了 2.7us的死区时间，防止逆变驱动因同时导通而造成逆变管的损坏，保证了逆变电路工作的稳定性。另外，以上驱动保护电路只需要控制芯片的一个PWM驱动资源就能实现双管驱动，相比目前市场的逆变驱动电路需要控制芯片的两个PWM驱动资源，这也降低了产品对控制芯片PWM资源的要求。
[0024]需进一步说明的是，通过调整本实用新型电路中电阻的阻值和电容的容值，可以实现死区时间的改变，因此本实用新型对电路中各电阻的阻值和各电容的容值并不作具体要求。
[0025]以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种高精度半桥逆变驱动保护电路，其特征在于:包括？丽信号输入端以及与？丽信号输入端连接的上开关管驱动电路和下开关管驱动电路； 所述上开关管驱动电路包括二极管01、电阻册、滤波电容01、电阻87，所述二极管01的负极连接？丽信号输入端，正极依次连接电阻册、滤波电容以及接地端，所述电阻尺7并联连接于二极管01和电阻册的两端，所述电阻册通过反向放大器仍连接有上开关管驱动信号输出端； 所述下开关驱动电路包括三极管01、二极管02、滤波电容02、电阻财、电阻阳，所述三极管的基极连接？丽信号输入端，发射极连接接地端，集电极连接有正信号源，二极管02的负极与三极管的集电极相连，二极管02的正极依次连接电阻财、滤波电容02以及接地端，所述电阻阳并联连接于二极管02和电阻财的两端，所述电阻财通过反相放大器口2连接有下开关管驱动信号输出端。
2.根据权利要求1所述的一种高精度半桥逆变驱动保护电路，其特征在于:所述三极管的基极通过电阻町与？丽信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种高精度半桥逆变驱动保护电路，其特征在于:所述反向放大器VI的输入端连接有电阻尺8。
4.根据权利要求1所述的一种高精度半桥逆变驱动保护电路，其特征在于:所述反相放大器的输入端连接有电阻尺9。
5.根据权利要求1所述的一种高精度半桥逆变驱动保护电路，其特征在于:所述正信号源通过电阻…连接至三极管的集电极。
6.根据权利要求1所述的一种高精度半桥逆变驱动保护电路，其特征在于:所述三极管的基极和发射极之间连接有电阻尺2。
7.根据权利要求1所述的一种高精度半桥逆变驱动保护电路，其特征在于:所述三极管为册X型三极管01。
【文档编号】H02M7/5387GK204168179SQ201420552812
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】聂文强, 封宁波, 向延钊, 钟立亮, 白维, 古元 申请人:佛山市新光宏锐电源设备有限公司