一种耐高压/耐高温的隔离型三相直流无刷电机驱动电路的制作方法

本实用新型涉及一种三相直流无刷电机驱动电路，尤其涉及一种耐高压/耐高温的隔离型三相直流无刷电机驱动电路。

背景技术：

目前，在高压高温应用领域(TA≥175℃)的三相直流无刷电机驱动电路，普遍采用非隔离的拓扑结构，低压侧控制电压与高压侧功率电压共地，用专用驱动芯片驱动控制信号。这种控制和驱动方式在高压高温应用场合有两个缺陷：1.由于MOSFET在高温下开启阈值降低，高压应用时桥臂上管的源极具有较大的dv/dt，通过米勒电容的影响，容易造成下管栅极在上管导通瞬间产生一个尖峰电压，下管短暂导通，桥臂具有可靠性风险；2.非隔离的拓扑结构，若驱动电路功率侧开关击穿短路，高压直接加在低压控制侧，会造成驱动电路前级的控制电路失效。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有的驱动电路不隔离并克服米勒效应导致桥臂共通的现象，提供了一种耐高压/耐高温的隔离型三相直流无刷电机驱动电路，该电路不仅采用隔离的拓扑结构，将低压侧控制电压与高压侧功率电压隔离，而且在内部使用独立的辅助电源驱动控制信号，使用负压关断功率开关，解决米勒效应带来的共通问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种耐高压/耐高温的隔离型三相直流无刷电机驱动电路，包括防直通保护电路、高速数字隔离电路、栅极驱动电路和采用负压关断的三相桥功率开关；防直通保护电路输入端输入有六路输入控制信号，防直通保护电路输出端与高速数字隔离电路输入端相连，高速数字隔离电路输出端与栅极驱动电路输入端相连，栅极驱动电路上连接有多路隔离辅助电源，栅极驱动电路输出端与三相桥功率开关的栅极对应连接，三相桥功率开关连接高压功率侧电源，三相桥功率开关上连接有隔离电流检测电路，低压控制侧电源通过直流变换产生隔离辅助电源。

所述的隔离电流检测电路包括隔离电流传感器和信号调理电路；所述的三相桥功率开关上连接有隔离电流传感器，隔离电流传感器上连接有信号调理电路，信号调理电路上输出电流检测信号。

所述的栅极驱动电路上连接有六路隔离辅助电源。

所述的三相桥功率开关包括六个功率开关，所述的栅极驱动电路包括六路独立驱动三相桥功率开关的栅极驱动电路，六路独立的栅极驱动电路上分别连接有各自的隔离辅助电源。

三相桥功率开关使用具有耐高温/耐高压特性的SiC-MOSFET。

所述的隔离辅助电源为隔离的+18V/-5V隔离辅助电源。

所述的防直通保护电路包括三极管和电阻；HIN信号经电阻后连接到三极管的基极，LIN信号经电阻后连接到三极管的集电极；三极管的发射极一路接地，一路经电阻连接到其自身的基极上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供的耐高压/耐高温的隔离型三相直流无刷电机驱动电路，该电路不仅采用隔离的拓扑结构，将低压控制侧电源电压与高压功率侧电源电压隔离，而且在内部使用独立的隔离辅助电源驱动控制信号，使用负压关断三相桥功率开关，解决米勒效应带来的共通问题。同时，三相桥功率开关使用具有耐高压/耐高温特性的的SiC-MOSFET，并集成隔离电流检测电路。

本实用新型的有益效果是，在高压/高温三相无刷直流电机驱动应用中，可靠的驱动电机，同时在高压侧失效时，有效的保护前级器件。该电路它具有低压控制电源与高压功率电源完全隔离的特点，同时采用负压关断技术实现功率开关的可靠工作。

附图说明

图1为本实用新型提供的耐高压/耐高温的隔离型三相直流无刷电机驱动电路结构示意图；

图2为本实用新型提供的防直通保护电路原理图。

其中，1为防直通保护电路；2为高速数字隔离电路；3为隔离辅助电源；4为栅极驱动电路；5为三相桥功率开关；6为隔离电流传感器；7为信号调理电路。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

参见图1至图2，一种耐高压/耐高温的隔离型三相直流无刷电机驱动电路，涉及适用于高压高温(TA≥175℃)条件的三相直流无刷电机驱动电路，包括防直通保护电路1、高速数字隔离电路2、栅极驱动电路4和采用负压可关断的三相桥功率开关5；防直通保护电路1输入端输入有六路输入控制信号，防直通保护电路1输出端与高速数字隔离电路2输入端相连，高速数字隔离电路2输出端与栅极驱动电路4输入端相连，栅极驱动电路4上连接有多路隔离辅助电源3，栅极驱动电路4输出端与三相桥功率开关5的栅极对应连接，三相桥功率开关5连接高压功率侧电源，三相桥功率开关5上连接有隔离电流检测电路，低压控制侧电源通过直流变换产生隔离辅助电源3。

所述的隔离电流检测电路包括隔离电流传感器6和信号调理电路7；所述的三相桥功率开关5上连接有隔离电流传感器6，隔离电流传感器6上连接有信号调理电路7，信号调理电路7上输出电流检测信号。

所述的栅极驱动电路4上连接有六路隔离辅助电源3。

所述的三相桥功率开关5包括六个功率开关，所述的栅极驱动电路4包括六路独立驱动三相桥功率开关5的栅极驱动电路，六路独立的栅极驱动电路上分别连接有各自的隔离辅助电源3。

三相桥功率开关使用具有耐高温/耐高压特性的SiC-MOSFET。

所述的隔离辅助电源3为隔离的+18V/-5V隔离辅助电源。

所述的防直通保护电路1包括三极管和电阻；HIN信号经电阻后连接到三极管的基极，LIN信号经电阻后连接到三极管的集电极；三极管的发射极一路接地，一路经电阻连接到其自身的基极上。

具体的，本实用新型低压控制侧电源使用+5V供电，由+5V通过隔离开关电源技术产生+18V/-5V隔离辅助电源；使用高速数字隔离电路传输输入驱动信号，实现驱动信号的隔离，同时，用+18V/-5V隔离辅助电源分别为用于给三个桥臂的三相桥功率开关供电的驱动电路独立供电，产生幅值为+18V/-5V的三相桥功率开关驱动信号，在实现低导通电阻稳定开启的同时，实现负压可靠关断，到达既将低压控制侧电源与高压功率侧电源隔离，又实现功率开关可靠工作的目的。使用SiC-MOSFET以适用耐高温/耐高压的应用需求，采用高速数字隔离电路实现输入驱动信号的隔离传输。

其中，在图1中，六路输入控制信号，经过防直通保护电路1，进入高速数字隔离电路2，隔离后的信号经六路独立供电的栅极驱动电路4驱动后，与三相桥功率开关5的栅极对应连接。

其中，防直通保护电路1，如图2，若控制同一桥臂功率开关的输入信号出现异常的同时为高电平时，防直通保护电路中的三极管导通，将LIN信号拉低，避免桥臂直通发生，可有效保护功率开关。而正常工作时，HIN为高电平/LIN为低电平或HIN为低电平/LIN为高电平时，该部分电路均不会对信号产生影响。

栅极驱动电路4由隔离的+18V/-5V隔离辅助电源3独立供电，三相桥功率开关5的回路总电流由隔离电流传感器6检测，并经信号调理电路7调理后，输出电流检测信号。

本实用新型涉适用高压高温应用领域，尤其适应于高压高温TA≥175℃的条件下。

本实用新型提供的耐高压/耐高温的隔离型三相直流无刷电机驱动电路，该电路不仅采用隔离的拓扑结构，将低压控制侧电源电压与高压功率侧电源电压隔离，而且在内部使用独立的隔离辅助电源驱动控制信号，使用负压关断三相桥功率开关，解决米勒效应带来的共通问题。同时，三相桥功率开关使用具有耐高压/耐高温特性的的SiC-MOSFET，并集成隔离电流检测电路。

本实用新型的有益效果是，在高压/高温三相无刷直流电机驱动应用中，可靠的驱动电机，同时在高压侧失效时，有效的保护前级器件。该电路它具有低压控制电源与高压功率电源完全隔离的特点，同时采用负压关断技术实现功率开关的可靠工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。