自举充电电路及三相逆变电路驱动系统的制作方法

文档序号:11861956阅读:1089来源:国知局

本实用新型涉及一种通信电路,特别涉及一种自举充电电路及三相逆变电路驱动系统。



背景技术:

在三相逆变电路驱动系统中,通过自举充电电路实现浮动控制电源的方式可以将隔离电源的数量由四路减小到一路(N侧控制电源)。

然而由于在现有技术中,通过自举电路实现浮动控制电源时,在初始充电阶段,需要通过软件让低端绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)IGBT中的电路持续导通,并保持足够的时间,才能完全充满自举电容。但是这种方式会有一个弊端,就是在软件自举电容充电程序运行前或运行中,电流采样芯片处于无电或供电不足的状态。然而电流采样芯片在没有供电的情况下,默认采集的电流信号为负无穷大,导致的采集的信号是错误的,从而会使得产品的研发人员无法得到准确的采集数据,进而给产品设计带来了很大的麻烦。

因此,如何通过合理的电路设计,使得电流采样芯片可以采集到更准确的数据,是本实用新型所需要解决的问题。



技术实现要素:

本实用新型为了克服现有技术的不足,设计了一种新型的自举充电电路,无须通过软件控制电路就能够持续对自举电容进行充电,避免电流采样芯片处于无电或供电不足的状态时,无法正常采集电流的信号,给研发人员对产 品的设计带来不必要的麻烦。

为了实现上述目的,本实用新型提供了一种自举充电电路,包含控制单元、分别对电流采样单元进行供电的上桥臂和下桥臂,且所述上桥臂和所述下桥臂相互连接,且分别并联在所述控制单元的高电平输出端和低电平输出端上。

其中,所述上桥臂包含一个与所述电流采样单元连接第一三极管,所述下桥臂包含一个与所述电路采样芯片连接的第二三极管,其特征在于:所述控制单元的高电平输出端与所述上、下桥臂的连接线路上还并联连接一个上拉电阻器,所述控制单元的低电平输出端与所述上、下桥臂的连接线路上还并联连接一个下拉电阻器。

本实用新型还提供了一种三相逆变电路驱动系统,所述逆变电路驱动系统包含如上所述的自举充电电路。

本实用新型的实施方式相对于现有技术而言,在控制单元的高电平输出端与低电平输出端分别并联一个上拉电阻器和下拉电阻器,通过上拉电阻器和下拉电阻器使得下桥臂中的第二三极管持续导通,从而实现了对自举电容的正常充电,进而避免了电流采样单元因无法获得足够的供电而产生报错的现象发生。

进一步的,所述上桥臂还包含与所述第一三极管连接的上桥光耦,所述下桥臂还包含与所述第二三极管连接下桥光耦;

其中,所述上桥光耦的正极与所述下桥光耦的负极连接,且该条连接线路并联连接所述控制单元的低电平输出端;而所述上桥光耦的负极与所述下桥光耦的正极连接,且该条线路并联连接所述控制单元的高电平输出端。

进一步的,所述下桥光耦为带有过流保护功能的光耦。通过下桥光耦对电流起到限流的作用,防止三极管被电流击穿。

进一步的,所述第一三极管和所述第二三极管均为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

另外,所述控制单元包含控制芯片、与所述控制芯片连接的缓冲寄存器。

另外,所述上拉电阻器包含N个依次串联或并联的电阻;其中,所述N为 自然数;

而所述下拉电阻器包含M个依次串联或并联的电阻;其中,所述M为自然数。

另外,所述上拉电阻器和所述下拉电阻器中至少有一个电阻为可调电阻。从而在实际应用时,可以通过调节可调电阻的阻值来实现不同类型三极管的导通。

附图说明

图1为本实用新型第一实施方式的自举充电电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本实用新型各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种新型的自举充电电路,如图1所示,包含控制单元、分别对电流采样单元5进行供电的上桥臂和下桥臂。其中,上桥臂和下桥臂相互连接,且分别并联在控制单元的高电平输出端和低电平输出端上。其中,上桥臂中的第一三极管与电流采样单元5相连,下桥臂中的第二三极管也与电流采样单元5相连,而控制单元的高电平输出端与上、下桥臂的连接线路上还并联连接一个上拉电阻器,控制单元的低电平输出端与上、下桥臂的连接线路上还并联连接一个下拉电阻器。在此需要说明的是,在该实施方式中,电流采样单元5采用的是AD7401芯片,第一三极管和第二三极管采用的是绝缘栅双极型晶体管IGBT。

由此可知,通过在控制单元的高电平输出端与低电平输出端分别并联一个上拉电阻器和下拉电阻器,通过上拉电阻器和下拉电阻器使得下桥臂中的第二三极管持续导通,从而实现了对自举电容的正常充电,进而避免了电流采样单元因无法获得足够的供电而产生报错的现象发生。

进一步的,上桥光耦3的正极与下桥光耦4的负极连接,且该连接线路并联连接控制单元的低电平输出端,而上桥光耦3的负极与下桥光耦4的正极连接,且该条连接线路并联连接控制单元的高电平输出端。

如图1中所示,由于在上述电路中,第一三极管的电路是持续导通的,且使得整个上桥臂和下桥臂与电流采样单元5之间的电路是导通的,从而使得电流可以依次通过下桥光耦4、第二三极管、上桥光耦3和第一三极管后对电容进行自举充电,保证了对电流采样单元5有足够的供电,进而避免了电流采样单元5因无法获得足够的供电而产生报错的现象发生。

进一步的,在本实施方式中,下桥光耦4为带有过流保护功能的光耦。由于上述电路连接方式使得下桥光耦4与第二三极管之间的电路是导通的,而第二三极管在导通的状态下,基极电流过大时会损伤三极管,因此,下桥光耦4需要选用带有过流保护功能的光耦,对电流起到限流的作用,防止三极管被电流击穿。

另外,值得一提的是,在本实施方式中,第一三极管和第二三极管均为绝缘栅双极型晶体管IGBT。而IGBT因集MOSFET和GTR的优点于一身,具有输入阻抗高、开关速度快、驱动电路简单、通态电压低、能承受高电压大电流等优点,被选用作为第一三极管和第二三极管,有助于提升自举充电电路的稳定性。

另外,控制单元包含控制芯片1、与控制芯片1连接的缓冲寄存器2。具体的说,在本实施方式中,该缓冲寄存器2采用的是74ACT244芯片,且高电平输出端与低电平输出端分别与控制芯片1上的Y1和Y2端并联。这使得在自举电容充电时,控制单元的控制芯片1可以控制电流采样单元5对电路中电流信号 进行采集,将采集的信号数据储存于与控制芯片1连接的缓冲寄存器2中,便于研发人员根据采集的信号数据对产品作进一步的设计和改进。

另外,值得一提的是,在本实施方式中,上拉电阻器包含N个依次串联或并联的电阻;其中,N为自然数;而下拉电阻器包含M个依次串联或并联的电阻;其中,M为自然数。

进一步的,在自举充电电路中,上拉电阻器和下拉电阻器中至少有一个电阻为可调电阻。所以在自举充电电路中使用时,可调电阻作为上拉电阻器或下拉电阻器,从而在实际应用时,可以通过调节可调电阻的阻值以实现不同类型三极管的导通。

本实用新型的第二实施方式涉及一种三相逆变电路驱动系统,其中,逆变电路驱动系统包含如上的自举充电电路。

由此可知,在三相逆变电路驱动系统中,控制单元的高电平输出端与低电平输出端分别并联一个上拉电阻器和下拉电阻器使得下桥臂中的第二三极管持续导通。同时,如图1中所示,在上述电路中,第一三极管的电路是持续导通的,从而使得这个上桥臂和下桥臂与电流采样单元5之间的电路是导通的,进而使得电流可以依次通过下桥光耦4、第二三极管、上桥光耦3和第一三极管后对电容进行自举充电,保证了对电流采样单元5有足够的供电,进而避免了电流采样单元5因无法获得足够的供电而产生报错的现象发生,保证了三相逆变电路驱动系统运行的稳定。

本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本实用新型的精神和范围。

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