一种交流斩波PWM死区产生电路的制作方法

文档序号:12805470阅读:613来源:国知局

本实用新型涉及一种PWM控制电路,具体是一种交流斩波PWM死区产生电路。



背景技术:

目前斩波调压电路的PWM斩波和续流死区都是由MCU设定死区时间,此种方式需要4路PWM信号来驱动正负半周的斩波和续流信号,一旦有一路PWM的程序或者输出受干扰便会烧坏IGBT驱动管,而且此种PWM死区控制不能随外部电压的变化而变化,在保护功能上速度慢。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本实用新型提供了一种交流斩波PWM死区产生电路,此电路斩波和续流的PWM死区时间由硬件直接触发得到,过零信号异常时能迅速关断PWM驱动,对MCU而言只需要一路PWM信号输出,配合逻辑门电路便可以驱动正负半周的斩波信号和续流信号。

本实用新型采用以下技术方案:一种交流斩波PWM死区产生电路,其特征在于,包括220V交流信号处理电路和PWM信号处理电路,220V交流信号处理电路输入端连接220V交流信号的相线和零线,PWM信号处理电路的一个信号输入端连接220V交流信号处理电路的输出端,PWM信号处理电路另一个输入端连接PWM信号PWM_IN,PWM信号处理电路的第三个信号输入端连接输入保护信号PRO_IN,PWM信号处理电路的输出端输出四路驱动信号PWM_OUT1、PWM_OUT2、PWM_OUT3、PWM_OUT4。

进一步的,所述的220V交流信号处理电路包括光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5,光耦U2第一引脚分别接电容C1一端、AC_N信号端,电容C1另一端分别接电阻R1一端、电容C2一端、光耦U2第二引脚、光耦U3第一引脚,电阻R1另一端接AC_L信号端,电容C2另一端分别接AC_N信号端、光耦U3第二引脚,光耦U2第四引脚接VCC电压,光耦U2第三引脚分别接电阻R3一端、电容C5一端、PWM信号处理电路信号输入端,电阻R3另一端、电容C5另一端均接地,光耦U3第四引脚接VCC电压,光耦U3第三引脚分别接电阻R4一端、电容C6一端、PWM信号处理电路信号输入端,电阻R4另一端、电容C6另一端均接地;

光耦U4第一引脚分别接电容C3一端、AC_N信号端,电容C3另一端分别接电阻R2一端、电容C4一端、光耦U4第二引脚、光耦U5第一引脚,电阻R2另一端接AC_L信号端,电容C4另一端分别接AC_N信号端、光耦U5第二引脚,光耦U4第四引脚接VCC电压,光耦U4第三引脚分别接电阻R5一端、电容C7一端、PWM信号处理电路信号输入端,电阻R5另一端、电容C7另一端均接地,光耦U5第四引脚接VCC电压,光耦U5第三引脚分别接电阻R6一端、电容C8一端、PWM信号处理电路信号输入端,电阻R6另一端、电容C8另一端均接地。

进一步的,光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5均为PS2501光电耦合器。

进一步的,所述的PWM信号处理电路包括反相器U1、与门芯片U6、或门芯片U7,反相器U1第一引脚接信号端PWM_IN,反相器U1第二引脚分别接与门芯片U6第一引脚、与门芯片U6第四引脚,反相器U1第三引脚接光耦U2第三引脚,反相器U1第四引脚接或门芯片U7第十引脚,反相器U1第五引脚接光耦U3第三引脚,反相器U1第六引脚接或门芯片U7第十三引脚;

与门芯片U6第二引脚接光耦U4第三引脚,与门芯片U6第五引脚接光耦U5第三引脚,与门芯片U6第三引脚接或门芯片U7第二引脚,与门芯片U6第六引脚接或门芯片U7第五引脚;

或门芯片U7第一引脚、第四引脚、第九引脚、第十二引脚均连接保护信号输入端PRO_IN,或门芯片U7第三引脚连接输出端PWM_OUT1,或门芯片U7第六引脚连接输出端PWM_OUT2,或门芯片U7第八引脚连接输出端PWM_OUT3,或门芯片U7第十一引脚连接输出端PWM_OUT4。

进一步的,反相器U1的型号为六反相器74F04。

进一步的,与门芯片U6采用74F08芯片。

进一步的,或门芯片U7采用74F32芯片。

本实用新型的有益效果是:此电路斩波和续流的PWM死区时间由硬件直接触发得到,过零信号异常时能迅速关断PWM驱动,对MCU而言只需要一路PWM信号输出,配合逻辑门电路便可以驱动正负半周的斩波信号和续流信号。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示的一种交流斩波PWM死区产生电路,包括220V交流信号处理电路和PWM信号处理电路。

220V交流信号处理电路包括光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5,光耦U2第一引脚分别接电容C1一端、AC_N信号端,电容C1另一端分别接电阻R1一端、电容C2一端、光耦U2第二引脚、光耦U3第一引脚,电阻R1另一端接AC_L信号端,电容C2另一端分别接AC_N信号端、光耦U3第二引脚,光耦U2第四引脚接VCC电压,光耦U2第三引脚分别接电阻R3一端、电容C5一端、PWM信号处理电路信号输入端,电阻R3另一端、电容C5另一端均接地,光耦U3第四引脚接VCC电压,光耦U3第三引脚分别接电阻R4一端、电容C6一端、PWM信号处理电路信号输入端,电阻R4另一端、电容C6另一端均接地;光耦U4第一引脚分别接电容C3一端、AC_N信号端,电容C3另一端分别接电阻R2一端、电容C4一端、光耦U4第二引脚、光耦U5第一引脚,电阻R2另一端接AC_L信号端,电容C4另一端分别接AC_N信号端、光耦U5第二引脚,光耦U4第四引脚接VCC电压,光耦U4第三引脚分别接电阻R5一端、电容C7一端、PWM信号处理电路信号输入端,电阻R5另一端、电容C7另一端均接地,光耦U5第四引脚接VCC电压,光耦U5第三引脚分别接电阻R6一端、电容C8一端、PWM信号处理电路信号输入端,电阻R6另一端、电容C8另一端均接地。其中,光耦U2、光耦U3、光耦U4、光耦U5均为PS2501光电耦合器。

PWM信号处理电路包括反相器U1、与门芯片U6、或门芯片U7,反相器U1第一引脚接信号端PWM_IN,反相器U1第二引脚分别接与门芯片U6第一引脚、与门芯片U6第四引脚,反相器U1第三引脚接光耦U2第三引脚,反相器U1第四引脚接或门芯片U7第十引脚,反相器U1第五引脚接光耦U3第三引脚,反相器U1第六引脚接或门芯片U7第十三引脚;与门芯片U6第二引脚接光耦U4第三引脚,与门芯片U6第五引脚接光耦U5第三引脚,与门芯片U6第三引脚接或门芯片U7第二引脚,与门芯片U6第六引脚接或门芯片U7第五引脚;或门芯片U7第一引脚、第四引脚、第九引脚、第十二引脚均连接保护信号输入端PRO_IN,或门芯片U7第三引脚连接输出端PWM_OUT1,或门芯片U7第六引脚连接输出端PWM_OUT2,或门芯片U7第八引脚连接输出端PWM_OUT3,或门芯片U7第十一引脚连接输出端PWM_OUT4。其中,反相器U1的型号为六反相器74F04,与门芯片U6采用74F08芯片,或门芯片U7采用74F32芯片。

整个电路的工作原理为:

PRO_IN为输入保护信号,高电平有效;PWM_N为占空比可调的PWM信号,高电平触发;AC_L为220V交流输入信号的相线,AC_N为220V交流输入信号的零线,PWM_OUT1、PWM_OUT2、PWM_OUT3、PWM_OUT4为经过本电路调制输出用于驱动交流斩波IGBT电路的PWM信号,其中PWM_OUT1、PWM_OUT2、PWM_OUT3、PWM_OUT4输出为低电平时有效,可触发IGBT驱动电路工作。

当保护信号PRO_IN为高电平时,PWM_OUT1、PWM_OUT2、PWM_OUT3、PWM_OUT4输出高,关断IGBT驱动电路,当保护信号PRO_IN为低电平时,解除对IGBT的保护。

PWM信号经过反相器U1A,变为低电平触发,与U2、U3、U4、U5输出的过零死区信号进行调制后输出给PWM_OUT1、PWM_OUT2、PWM_OUT3、PWM_OUT4以可触发IGBT驱动电路。

AC_L在正半周时,光耦U3和U5会打开,输出高电平,其中U3为斩波电路提供续流信号,U3经过U1C后和保护信号经过U7D生成信号PWM_OUT3为斩波电路提供正半周续流触发信号,U5和PWM_IN信号经过U6B后与保护信号经过U7B生成信号PWM_OUT2为斩波电路提供正半周斩波触发信号,由于R1和R2的电阻值不同,U3开通的时间要大于U5,U3会在U5导通之前导通,会在U5关闭之后再关闭,可以保证续流电路在斩波电路工作之前先工作,在续流电路不工作之后再关闭,这样就保证了为斩波电路提供了有效的续流。

AC_L在负半周时,光耦U2和U4会打开,输出高电平,其中U2为斩波电路提供续流信号,U2经过U1B后和保护信号经过U7C生成信号PWM_OUT4为斩波电路提供负半周续流触发信号,U4和PWM_IN信号经过U6A后与保护信号经过U7A生成信号PWM_OUT1为斩波电路提供负半周斩波触发信号,由于R1和R2的电阻值不同,U2开通的时间要大于U4,U2会在U4导通之前导通,会在U4关闭之后再关闭,可以保证续流电路在斩波电路工作之前先工作,在续流电路不工作之后再关闭,这样就保证了为斩波电路提供了有效的续流。

应当指出,以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型的具体结构,但不以任何方式限制本实用新型创造。因此,尽管说明书及附图和实施例对本实用新型创造已进行了详细的说明,但是,本领域技术人员应当理解,仍然可以对本实用新型创造进行修改或者等同替换;而一切不脱离本实用新型创造的精神和范围的技术方案及其改进,其均涵盖在本实用新型创造专利的保护范围当中。

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