适用于高压驱动的三相全桥驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路驱动技术领域，具体涉及一种适用于高压驱动的三相全桥驱动电路。


背景技术：

2.目前，三相全桥电路的功率管一般通过两个光耦电路进行驱动，但是，光耦电路一般是固化设置，难以进行调整配置，并且光耦电路的成本也较高。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种适用于高压驱动的三相全桥驱动电路，能够通过光耦驱动电路和组合驱动电路实现三相全桥电路的驱动，电路布局更加灵活，并且组合驱动电路的配置可灵活调整，具有更好的适应性，且成本较低。
4.为达到上述目的，本实用新型实施例提出了一种适用于高压驱动的三相全桥驱动电路，所述三相全桥包括三组功率开关管，所述驱动电路包括三个分别控制所述三组功率开关管的双向驱动电路，其中，每个所述双向驱动电路均包括一个光耦驱动电路和一个组合驱动电路。
5.根据本实用新型实施例提出的适用于高压驱动的三相全桥驱动电路，通过设置三个分别控制三组功率开关管的双向驱动电路，其中，每个双向驱动电路均包括一个光耦驱动电路和一个组合驱动电路，由此，能够通过光耦驱动电路和组合驱动电路实现三相全桥的驱动，电路布局更加灵活，并且组合驱动电路的配置可灵活调整，具有更好的适应性，且成本较低。
6.另外，根据本实用新型上述实施例提出的适用于高压驱动的三相全桥驱动电路还可以具有如下附加的技术特征：
7.根据本实用新型的一个实施例，所述组合驱动电路与所述三组功率开关管共地。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述光耦驱动电路包括：光耦，所述光耦的第一、第二引脚连接到第一电源，所述光耦的第八引脚连接到第二电源，所述光耦的第五引脚与所述三相全桥中第一组功率开关管的输出端相连；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述光耦的第一、第二引脚相连，所述第一电阻的另一端与所述光耦的第三、第四引脚相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述光耦的第一、第二引脚相连，所述第一电容的另一端与所述光耦的第三、第四引脚相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述光耦的第三、第四引脚相连，所述第二电阻的另一端用于输入第一驱动信号；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述光耦的第六、第七引脚相连，所述第三电阻的另一端与所述三相全桥中第一组功率开关管的第一输入端相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连，所述第四电阻的另一端与所述光耦的第五引脚相连；第二电容，所述第二的一端与所述第三电阻的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述光耦的第五引脚相连。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述组合驱动电路为三极管组合驱动电路，所述三极管组合驱动电路包括；第一三极管，所述第一三极管的发射极与所述三组功率开关管共地；第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极相连，所述第二三极管的集电极连接到所述第二电源；第三三极管，所述第三三极管的基极与所述第一三极管的集电极相连，所述第三三极管的集电极与所述第二三极管的发射极相连，所述第三三极管的发射极与所述三组功率开关管共地；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连，所述第五电阻的另一端与所述第二三极管的集电极相连；第三电容，所述第三电容的一端与所述第一三极管的基极相连，所述第三电容的另一端与所述三组功率开关管共地；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第一三极管的基极相连，所述第六电阻的另一端用于输入第二驱动信号；第七电阻，所述第七电阻的一端连接到所述第一电源，所述第七电阻的另一端与所述第六电阻的另一端相连；第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第二三极管的发射极相连，所述第八电阻的另一端与所述三相全桥中第一组功率开关管的第二输入端相连；第九电阻，所述第九电阻的一端与所述第八电阻的另一端相连，所述第九电阻的另一端与所述三组功率开关管共地；第四电容，所述第四电容的一端与所述第八电阻的另一端相连，所述第四电容的另一端与所述三组功率开关管共地。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述光耦为高速隔离光耦。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述第一三极管和所述第二三极管为 npn三极管，所述第三三极管为pnp三极管。
附图说明
12.图1为本实用新型实施例的适用于高压驱动的三相全桥驱动电路方框示意图；
13.图2为本实用新型一个实施例的适用于高压驱动的三相全桥驱动电路的拓扑图。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
15.在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，三相全桥可包括三组功率开关管，即第一组功率开关管100、第二组功率开关管200和第三组功率开关管300，并且第一组功率开关管100、第二组功率开关管200和第三组功率开关管300可并联设置。
16.进一步地，如图1所示，本实用新型实施例的适用于高压驱动的三相全桥驱动电路，包括三个分别控制三组功率开关管的双向驱动电路，即控制第一组功率开关管100的第一双向驱动电路10、控制第二组功率开关管200的第二双向驱动电路20、控制第三组功率开关管300的第三双向驱动电路30，其中，每个双向驱动电路均包括一个光耦驱动电路和一个组合驱动电路，例如第一双向驱动电路10包括第一光耦驱动电路101和第一组合驱动电路102、第二双向驱动电路20包括第二光耦驱动电路201和第二组合驱动电路202、第三双向驱动电路30包括第三光耦驱动电路301和第三组合驱动电路302。
17.具体地，如图1所示，第一双向驱动电路10中的第一光耦驱动电路101 和第一组合
驱动电路102与第一组功率开关管100相连，第二双向驱动电路 20中的第二光耦驱动电路201和第二组合驱动电路202与第二组功率开关管 200相连，第三双向驱动电路30中的第三光耦驱动电路301和第三组合驱动电路302与第三组功率开关管300相连，由此，能够通过光耦驱动电路和组合驱动电路实现三相全桥的驱动，电路布局更加灵活，并且组合驱动电路的配置可灵活调整，具有更好的适应性，且成本较低。
18.其中，需要说明的是，本实用新型的适用于高压驱动的三相全桥驱动电路中的三个双向驱动电路的电路结构是相同的，即每个双向驱动电路中包含的光耦驱动电路和组合驱动电路的电路结构相同，因此，下面将以第一双向驱动电路10为例，对本实用新型的适用于高压驱动的三相全桥驱动电路的拓扑结构进行阐述说明。
19.在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，三相全桥中的第一、第二、第三组功率开关管分别位于u、v、w相电路，并且第一组功率开关管100 可包括第一功率开关管q4和第二功率q5，第二组功率开关管200可包括第三功率开关管q6和第四功率开关管q7，第三组功率开关管300可包括第五功率开关管q8和第六功率开关管q9。
20.进一步地，如图2所示，第一双向驱动电路10可与第一组功率开关管100 相连，具体地，第一双向驱动电路10中的第一光耦驱动电路101可与第一组功率开关管的第一功率开关管q4相连，第一组合驱动电路102可与第一组功率开关管100的第二功率开关管q5相连。其中，第一组合驱动电路102与三组功率开关管共地，即第一组合驱动电路102的接地端与第二功率q5、第四功率开关管q7和第六功率开关管q9的发射极相连，并接地。
21.更具体地，如图2所示，第一光耦驱动电路101，可包括：光耦pc1，光耦pc1的第一、第二引脚连接到第一电源3.3v，光耦pc1的第八引脚连接到第二电源16v，光耦pc1的第五引脚与三相全桥中第一组功率开关管的输出端相连；第一电阻r1，第一电阻r1的一端与光耦pc1的第一、第二引脚相连，第一电阻r1的另一端与光耦pc1的第三、第四引脚相连；第一电容c1，第一电容c1的一端与光耦pc1的第一、第二引脚相连，第一电容c1的另一端与光耦pc1的第三、第四引脚相连；第二电阻r2，第二电阻r2的一端与光耦pc1的第三、第四引脚相连，第二电阻r2的另一端用于输入第一驱动信号；第三电阻r3，第三电阻r3的一端与光耦pc1的第六、第七引脚相连，第三电阻r3的另一端与三相全桥中第一组功率开关管的第一输入端，即第一功率开关管q4的基极相连；第四电阻r4，第四电阻r4的一端与第三电阻 r3的另一端相连，第四电阻r4的另一端与光耦pc1的第五引脚相连；第二电容c2，第二的一端与第三电阻r3的另一端相连，第二电容c2的另一端与光耦pc1的第五引脚相连。其中，光耦pc1为高速隔离光耦。
22.更具体地，如图2所示，第一组合驱动电路102可为三极管组合驱动电路，可包括：第一三极管q1，第一三极管q1的发射极与三组功率开关管共地；第二三极管q2，第二三极管q2的基极与第一三极管q1的集电极相连，第二三极管q2的集电极连接到第二电源16v；第三三极管q3，第三三极管 q3的基极与第一三极管q1的集电极相连，第三三极管q3的集电极与第二三极管q2的发射极相连，第三三极管q3的发射极与三组功率开关管共地；第五电阻r5，第五电阻r5的一端与第一三极管q1的集电极相连，第五电阻 r5的另一端与第二三极管q2的集电极相连；第三电容c3，第三电容c3的一端与第一三极管q1的基极相连，第三电容c3的另一端与三组功率开关管共地；第六电阻r6，第六电阻r6的一端与第一三极管q1的基极相连，第六电阻r6的另一端用于输入第二驱动信号；第七电阻r7，第七电阻r7的一端连接到第
一电源3.3v，第七电阻r7的另一端与第六电阻r6的另一端相连；第八电阻r8，第八电阻r8的一端与第二三极管q2的发射极相连，第八电阻 r8的另一端与三相全桥中第一组功率开关管的第二输入端，即第二功率开关管q5的基极相连；第九电阻r9，第九电阻r9的一端与第八电阻r8的另一端相连，第九电阻r9的另一端与三组功率开关管共地；第四电容c4，第四电容c4的一端与第八电阻r8的另一端相连，第四电容c4的另一端与三组功率开关管共地。其中，第一三极管q1和第二三极管q2为npn三极管，第三三极管q3为pnp三极管。
23.基于上述结构，可对uh、ul输入的驱动信号通过电平转换以及推挽放大来驱动第一功率开关管q4和第二功率开关管q5。
24.其中，需要说明的是，第一电容c1可用于抑制输入的第一驱动信号噪音，并可用于第一光耦驱动电路101的信号延时调节；第二电容c3可用于抑制输入的第二驱动信号噪音，并可用于第二光耦驱动电路201的信号延时调节；第二电容c2可用于调节输入的第一驱动信号的驱动波形的上升沿和下降沿，并可用于抑制第一功率开关管q4的开关噪音；第四电容c4可用于调节输入的第二驱动信号的驱动波形的上升沿和下降沿，并可用于抑制第二功率开关管q5的开关噪音；第四电阻r4可用于消除第一功率开关管q4由于结电容效应引起的误导通；第九电阻r9可用于消除第二功率开关管q5由于结电容效应引起的误导通。
25.下面将结合图2，对本实用新型实施例的适用于高压驱动的三相全桥驱动电路的驱动过程进行阐述。
26.结合图2，当uh输入高阻态状态或者高电平状态时，第一光耦驱动电路 101中光耦pc1的初级发光二极管无法被导通，次级gu+输出低电平，此时第一功率开关管q4处于截止状态。与此同时，当ul输入高阻态状态时，第一电源3.3v经过第七电阻r7和第六电阻r6输入导通第一三极管q1，当ul 输入高电平状态时，该高电平经过第六电阻r6输入导通第一三极管q1，此时第二电源16v经由第五电阻r5被第一三极管q1拉低，使得第二三极管 q2处于截止状态，第三三极管q3处于输入导通状态，此时gu
‑
被第三三极管q3拉至低电平使得第二功率开关管q5处于截止状态，从而控制第一组功率开关管100，即u相输出高组态即无输出。
27.当uh、ul输出为低电平时，在第一光耦驱动电路101中，第一电源3.3v 可通过第二电阻r2将光耦pc1的初级发光二极管导通，并且第二电源16v 可经由光耦pc1的次级通过第三电阻r3驱动gu+输出高电平，从而控制第一功率开关管q4导通，同时，在第一组合驱动电路102中，第一电源3.3v 将别第七电阻r7电阻拉低，第一三极管q1处于截止状态，第二电源16v可通过第五电阻r5将第二三极管q2导通，从而可使第二电源16v通过第二三极管q2和第八电阻r8输出高电平，以控制导通第二功率开关管q5。
28.根据本实用新型实施例提出的适用于高压驱动的三相全桥驱动电路，通过设置三个分别控制三组功率开关管的双向驱动电路，其中，每个双向驱动电路均包括一个光耦驱动电路和一个组合驱动电路，由此，能够通过光耦驱动电路和组合驱动电路实现三相全桥电路的驱动，电路布局更加灵活，并且组合驱动电路的配置可灵活调整，具有更好的适应性，且成本较低。
29.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。