隔离电源驱动可控硅电路及装置的制作方法

本实用新型属于驱动电路技术领域，尤其涉及一种隔离电源驱动可控硅电路及装置。

背景技术：

目前，可控硅因其可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备而在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统等系统中得到了广泛的应用，但是传统的隔离电源驱动可控硅电路一般是利用高压光耦并口驱动可控硅进而驱动负载，当有多个负载，需要多个可控硅驱动时，每个可控硅都需要一个与之对应连接的高压光耦驱动，因而传统的隔离电源驱动可控硅驱电路比较复杂且成本较高。

因此，传统的技术方案中存在控制电路复杂且成本较高的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种隔离电源驱动可控硅电路，旨在解决传统的技术方案中存在的控制电路复杂且成本较高的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种隔离电源驱动可控硅电路，与至少一个可控硅连接，所述隔离电源驱动可控硅电路包括：隔离电源模块，隔离电源模块外接电源，所述隔离电源模块用于电压变换以在第一输出端输出第一隔离电源，在第二输出端输出第二隔离电源；输出控制模块，所述输出控制模块的输入端与所述隔离电源模块的第一输出端连接，所述输出控制模块由所述第一隔离电源供电，所述输出控制模块根据所述第一隔离电源产生反馈信号；普通光耦，所述普通光耦的输入端与所述输出控制模块连接，所述普通光耦用于根据所述反馈信号输出驱动信号；以及驱动模块，所述驱动模块的电源端与所述隔离电源模块的第二输出端连接，所述驱动模块的反馈端与所述普通光耦的输出端连接，所述驱动模块的各个驱动端与各个所述可控硅的控制端连接，所述驱动模块由所述第二隔离电源供电，所述驱动模块用于根据所述驱动信号驱动各个所述可控硅。

在一个实施例中，所述输出控制模块包括微处理器，所述微处理器的电源端与所述隔离电源模块的第一输出端连接，所述微处理器的第一通用输入输出端与所述普通光耦的输入端连接。

在一个实施例中，所述驱动模块包括电源芯片、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻以及第二电阻，所述第一二极管的正极与所述隔离电源模块的第二输出端和所述第一电阻连接，所述第一二极管的负极与所述电源芯片的电源端、所述第一电容的第一端以及第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述电源芯片的公共地端以及第二电阻的第二端共接于地，所述第一电阻的第二端与所述电源芯片的输出电压端和所述第二电阻的第一端连接，所述电源芯片的单片机供电端通过所述第三电容接地，电源芯片的各个信号输出端与各个所述可控硅连接。

在一个实施例中，还包括防过流模块，所述防过流模块的输入端与所述电源连接，所述防过流模块的地端接地，所述防过流模块设置为当所述电源的电流高于预设值时切断所述电源与所述隔离电源驱动可控硅电路的通路；和稳压滤波模块，所述稳压滤波模块的输入端与所述防过流模块的输出端连接，所述稳压滤波模块的地端接地，所述稳压滤波模块的输出端与所述隔离电源模块的输入端连接，所述稳压滤波模块设置为将所述电源稳压滤波后输出给所述隔离电源模块。

在一个实施例中，所述防过流模块包括第一熔断器、第二二极管以及第三电阻，所述第一熔断器的第一端与所述电源连接，所述第一熔断器的第二端与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地。

在一个实施例中，所述稳压滤波模块包括第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第三二极管、第四电阻、第一电感。所述第四电容的第一端、所述第五电容的第一端以及所述第四电阻的第一端共接作为所述稳压滤波模块的输入端，所述第四电容的第二端、所述第五电容的第二端、所述第六电容的第二端以及所述第七电容的第二端共接作为所述稳压滤波模块的地端，所述第四电阻的第二端与所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与所述第六电容的第一端和所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端和所述第七电容的第一端共接作为所述稳压滤波模块的输出端。

在一个实施例中，还包括第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述稳压滤波模块的输出端连接，所述第五电阻的第二端与所述驱动模块的电源端连接。

在一个实施例中，所述隔离电源模块包括：三绕组变压器，所述三绕组变压器的初级绕组与所述电源连接，所述三绕组变压器的次级绕组的输出端作为所述隔离电源模块的第一输出端与所述输出控制模块的输入端连接，所述三绕组变压器的辅助绕组的第一抽头输出端作为所述隔离电源模块的第二输出端与所述驱动模块的电源端连接。

在一个实施例中，还包括第八电容、第六电阻以及第四二极管，所述第八电容的第一端、所述第六电阻的第一端共接于所述三绕组变压器的初级绕组的输入端，所述第八电容的第二端和所述第六电阻的第二端共接于所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极和所述三绕组变压器的初级绕组的输出端共接于所述驱动模块的漏极输出端的第一端子和第二端子。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种隔离电源驱动可控硅装置，包括如上所述的隔离电源驱动可控硅电路。

上述的隔离电源驱动可控硅电路，通过加入隔离电源模块、输出控制模块、驱动模块以及普通光耦，普通光耦根据输出控制模块产生的反馈信号输出驱动信号到驱动模块，进而通过驱动模块驱动至少一个可控硅，实现了利用一个普通光耦即可驱动多个可控硅，避免了传统技术方案中因采用多个高压光耦驱动多个可控硅存在的控制电路复杂以及成本较高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的隔离电源驱动可控硅电路的电路示意图；

图2为图1所示的隔离电源驱动可控硅电路中驱动模块的示例电路原理图；

图3为本实用新型一实施例提供的隔离电源驱动可控硅电路的另一电路示意图；

图4为图3所示的隔离电源驱动可控硅电路中过流保护模块的示例电路原理图；

图5为图3所示的隔离电源驱动可控硅电路中稳压滤波模块的示例电路原理图；

图6为图3所示的隔离电源驱动可控硅电路的新增部分的部分电路示意图；

图7为图1所示的隔离电源驱动可控硅电路的新增部分的部分电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供的隔离电源驱动可控硅电路的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中的隔离电源驱动可控硅电路，与至少一个可控硅连接，图1中示出了与第一可控硅q1、第二可控硅q2以及第三可控硅q3，应理解，本实施例中的隔离电源驱动可控硅电路与各个可控硅的控制端连接，第一可控硅q1的输入端与第一负载110连接，第二可控硅的输入端与第二负载120连接，第三可控硅与第三负载130连接，第一负载110、第二负载120以及第三负载130可以为相同负载中的不同部件，也可以为不同负载，此处不做限定，另外，在其他实施例中，也可以包括一个、两个或者三个以上可控硅。

隔离电源驱动可控硅电路包括：隔离电源模块200、输出控制模块300、普通光耦u1以及驱动模块400，隔离电源模块200外接电源acl，输出控制模块300的输入端与隔离电源模块200的第一输出端连接，普通光耦u1的输入端与输出控制模块300连接，驱动模块400的电源端与隔离电源模块200的第二输出端连接，驱动模块400的反馈端与普通光耦u1的输出端连接，驱动模块400的各个驱动端与各个可控硅的控制端连接；隔离电源模块200用于电压变换以在第一输出端输出第一隔离电源，在第二输出端输出第二隔离电源；输出控制模块300由第一隔离电源供电，输出控制模块300用于根据第一隔离电源产生反馈信号；普通光耦u1用于根据反馈信号输出驱动信号；驱动模块400由第二隔离电源供电，驱动模块400用于根据驱动信号驱动各个可控硅。

应理解，隔离电源模块200可以由变压器构成，隔离电源模块200还可以电压变换以在第三输出端输出第三隔离电源，在第四输出端输出第四隔离电源；输出控制模块300可以由微处理器构成，例如stm32系列单片机；普通光耦u1可以选用型号为pc817的光耦；驱动模块400可以由具备逻辑控制功能和传递信号功能的芯片构成，例如电源芯片u2；反馈信号可以为高低电平信号；驱动信号可以为高低电平信号；隔离电源模块、电源acn以及各个可控硅的输出端共地。

本实施例中的隔离电源驱动可控硅电路，通过加入隔离电源模块200、输出控制模块300、驱动模块400以及普通光耦u1，普通光耦u1根据输出控制模块300产生的反馈信号输出驱动信号到驱动模块400，进而通过驱动模块400驱动至少一个可控硅，实现了利用一个普通光耦u1即可驱动多个可控硅，避免了传统技术方案中因采用多个高压光耦驱动多个可控硅存在的电路复杂以及成本较高的问题。

在一个实施例中，输出控制模块300包括微处理器，微处理器的电源端与隔离电源模块200的第一输出端连接，微处理器的第一通用输入输出端与普通光耦u1的输入端连接。应理解，微处理器可以为单片机；微处理器的电源端为输出控制模块300的输入端。

请参阅图2，在一个实施例中，驱动模块400包括电源芯片u2、第一二极管d1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第一电阻r1以及第二电阻r2，第一二极管d1的正极与隔离电源模块200的第二输出端和第一电阻r1连接，第一二极管d1的负极与电源芯片u2的电源端vcc、第一电容c1的第一端以及第二电容c2的第一端连接，第一电容c1的第二端、第二电容c2的第二端、电源芯片u2的公共地端pgnd以及第二电阻r2的第二端共接于地，第一电阻r1的第二端与电源芯片u2的输出电压端vs和第二电阻r2的第一端连接，电源芯片u2的单片机供电端vdd通过第三电容c3接地，电源芯片u2的各个信号输出端(pa0、pa3、pa4、pa5等)作为驱动模块400的各个驱动端与各个可控硅的控制端连接，电源芯片u2的电源端vcc作为驱动模块400的电源端，电源芯片u2的反馈端pa6与普通光耦u1的输出端连接，可选的，各个可控硅的输出端与电源芯片u2共地。

应理解，本实施例中的电源芯片u2的型号为kop8809，在其他实施例中，也可以选用其他型号的电源芯片u2；第一电容c1和第三电容c3可以为普通电容，第二电容c2可以为电解电容。

本实施例中，通过加入第一二极管d1实现隔离电源模块200对电源芯片u2的单向供电，通过加入第一电容c1和第二电容c2对隔离电源模块200供给电源芯片u2的电能进行储能以及滤除干扰。本实施例中的电源芯片u2在接收到普通光耦u1传输过来的驱动信号后，由内部处理逻辑向目标可控硅发送控制信号以驱动该可控硅，应理解，电源芯片u2在接收到普通光耦u1的驱动信号后，可以对一个可控硅单独发送电平信号，也可以同时对多个可控硅同时发送电平信号。

请参阅图3，在一个实施例中，还包括防过流模块500和稳压滤波模块600，防过流模块500的输入端与电源acl连接，防过流模块500的地端接地，稳压滤波模块600的输入端与防过流模块500的输出端连接，稳压滤波模块600的地端接地，稳压滤波模块600的输出端与隔离电源模块200的输入端连接；防过流模块500设置为当电源acl的电流高于预设值时切断电源acl与隔离电源驱动可控硅电路的通路；稳压滤波模块600设置为将电源acl稳压滤波后输出给隔离电源模块200。

应理解，电流的预设值可以电路中能承受的最大的电流，具体根据实际应用中电路的具体构成所设置，例如防过流模块500可以由熔断器构成，根据预设值选用对应型号的熔断器，当电路的电流大于预设值时，熔断器熔断，从而断开电源acl与本电路的通路；稳压滤波模块600可以由滤波电容、电感以及电阻等构成。

本实施中的隔离电源驱动可控硅电路，通过加入防过流模块500实现了电路的过流保护，通过加入稳压滤波模块600，将电源acl进行滤波后稳定输入给隔离电源模块200，避免因电压电流不稳定和谐波干扰等原因造成隔离电源模块200的损害。

请参阅图4，在一个实施例中，防过流模块500包括第一熔断器fu1、第二二极管d2以及第三电阻r3，第一熔断器fu1的第一端与电源acl连接，第一熔断器fu1的第二端与第二二极管d2的正极连接，第二二极管d2的负极与第三电阻r3的第一端连接，第三电阻r3的第二端接地。

请参阅图5，在一个实施例中，稳压滤波模块600包括第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第三二极管d3、第四电阻r4、第一电感。第四电容c4的第一端、第五电容c5的第一端以及第四电阻r4的第一端共接作为稳压滤波模块600的输入端，第四电容c4的第二端、第五电容c5的第二端、第六电容c6的第二端以及第七电容c7的第二端共接作为稳压滤波模块600的地端，第四电阻r4的第二端与第三二极管d3的正极连接，第三二极管d3的负极与第六电容c6的第一端和第一电感的第一端连接，第一电感的第二端和第七电容c7的第一端共接作为稳压滤波模块600的输出端。

应理解，本实施例中的第四电容c4可以为普通电容，第五电容c5可以为压敏电容，第六电容c6和第七电容c7可以为电解电容。

请参阅图6，在一个实施例中，还包括第五电阻r5，第五电阻r5的第一端与稳压滤波模块600的输出端连接，第五电阻r5的第二端与驱动模块400的电源端连接。

在一个实施例中，隔离电源模块200包括：三绕组变压器t1，三绕组变压器t1的初级绕组与电源acl连接，三绕组变压器t1的次级绕组的输出端作为隔离电源模块200的第一输出端与输出控制模块300的输入端连接，三绕组变压器t1的辅助绕组的第一抽头输出端作为隔离电源模块200的第二输出端与驱动模块400的电源端连接。

请参阅图7，在一个实施例中，还包括第八电容c8、第六电阻r6以及第四二极管d4，第八电容c8的第一端、第六电阻r6的第一端共接于三绕组变压器t1的初级绕组的输入端，第八电容c8的第二端和第六电阻r6的第二端共接于第四二极管d4的负极，第四二极管d4的正极和三绕组变压器t1的辅助绕组的第二抽头输出端共接于驱动模块400的漏极输出端的第一端子和第二端子，应理解，第一开关可以为继电器，当驱动模块400如图2所示时，则驱动模块400的漏极输出端为电源芯片u2的漏极输出端d端，电源芯片u2的漏极输出端d端可以理解为电源芯片u2的高压mos管的漏极输出引脚。应理解，本实施例中通过加入第八电容c8、第六电阻r6以及第四二极管d4，实现了对驱动模块400的保护，避免了三绕组变压器t1对驱动模块400的冲击和损坏。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种隔离电源驱动可控硅装置，包括如本实用新型实施例的第一方面的隔离电源驱动可控硅电路。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。