一种基于高频隔离技术的开关器件驱动电路的制作方法

文档序号:11993789阅读:540来源:国知局

本实用新型属于电力电子应用领域,具体涉及一种基于高频隔离技术的开关器件驱动电路。



背景技术:

目前,现有的开关管驱动技术,主要包含如下三种驱动方式:直接驱动,此种驱动方式不需要将开关管与控制电路隔离,因而电路简单可靠,但此技术无法满足需要将开关管与控制电路隔离使用的场合;光耦隔离,此种驱动方式,是目前主要使用的隔离驱动方式,此种方式需要外置开关电源给光耦副边供电,隔离电压相对降低,其具体隔离等级完全依靠光耦本身的隔离能力,光耦的性能及寿命等参数成为此种驱动电路的关键,此技术不易应用在大于2000V电压隔离需求的高压驱动场合;变压器隔离,此种驱动方式,由高频变压器、二极管、三极管等器件构成,电路结构简单、可靠,驱动电路不需要额外供电电源,即在成本可靠性方面技术优势突出;但是需要进行高压隔离,长期工作电压大于2000V的场合只能用变压器隔离驱动方式,但目前在变压器隔离驱动应用方面,存在着整机关机时驱动电路存在误导通等问题。



技术实现要素:

为了克服现有技术中存在的问题,本实用新型提出一种基于高频隔离技术的开关器件驱动电路,有效的解决了变压器驱动的误导通问题。

为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种基于高频隔离技术的开关器件驱动电路,包括作为隔直电容的第一电容C1,第一电容C1一端连接NPN三极管的集电极和PWM信号,另一端连接NPN三极管的集电极的发射极和变压器T原边的同名端,所述NPN三极管的基极连接至故障停机闭锁信号ERR Stop,所述ERR stop(故障停机闭锁信号)连接变压器T原边的异名端,变压器T副边的同名端与PNP三极管的基极和发射极,PNP三极管的基极与发射极之间连接有第一电阻R1,PNP三极管的集电极分别连接至变压器T副边的异名端和开关管的源极S,所述PNP三极管的发射极连接至开关管的栅极G,所述开关管的栅极G和源极S之间分别连接有第二电阻R2和钳位电路。

进一步的,所述钳位电路包括阳极对接的第一瞬态抑制器TVS1和第二瞬态抑制器TVS2。

进一步的,所述第一瞬态抑制器TVS1负极与开关管的栅极G相连,第二瞬态抑制器TVS2的负极与开关管的源极S相连,所述第一瞬态抑制器TVS1电压为18V,第二瞬态抑制器TVS2的电压为2V。

进一步的,所述变压器T采用具有高隔离等级的脉冲变压器。

进一步的,所述变压器T工作电压高于2000V。

进一步的,所述变压器T副边的同名端与PNP三极管的基极之间连接有作为位移电容的第二电容C2。

与现有技术相比,本实用新型至少具有以下有益效果,本实用新型设计合理,采用了变压器隔离驱动方式,能够满足高隔离电压应用场合的需求,通过在第一电容C1两端连接的NPN三极管,实现原边驱动封波,解决了整机关机时驱动电路误导通的问题。

进一步的,通过增加的第二电容C2,有效的解决了占空比不能较大范围变化的问题。

同时,本实用新型具有浮动的参考电位,可适用于串联器件的多高位管驱动的场合,具有较好的应用前景和应用范围。

附图说明

图1为高隔离电压宽占空比范围驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参见图1,本实用新型包括作为隔直电容的第一电容C1,第一电容C1一端连接NPN三极管的集电极和PWM信号,另一端连接NPN三极管的集电极的发射极和变压器T原边的同名端,所述NPN三极管的基极连接至故障停机闭锁信号ERR Stop,所述ERR stop(故障停机闭锁信号)连接变压器T原边的异名端,变压器T副边的同名端与PNP三极管的基极和发射极,变压器T副边的同名端与PNP三极管的基极之间连接有作为位移电容的第二电容C2,PNP三极管的基极与发射极之间连接有第一电阻R1,PNP三极管的集电极分别连接至变压器T副边的异名端和开关管的源极S,所述PNP三极管的发射极连接至开关管的栅极G,所述开关管的栅极G和源极S之间分别连接有第二电阻R2和钳位电路,钳位电路包括阳极对接的第一 瞬态抑制器TVS1和第二瞬态抑制器TVS2,第一二极管TVS1负极与开关管的栅极G相连,第二二极管TVS2的负极与开关管的源极S相连,所述第一二极管TVS1电压为18V,第二二极管TVS2的电压为2V。

参见图1,变压器原边PWM驱动信号,经过本驱动电路,接开关管的栅极和源极;其中,第一电容C1为连接在变压器原边的隔直电容,滤去PWM信号的直流分量,防止变压器饱和;变压器T是具有高隔离等级的脉冲变压器,变压器T工作电压高于2000V,隔离信号端于功率端,提供了很高的隔离电压和一个可以浮动的参考点;第二电容C2是接在变压器T副边的位移电容,位移电容可以抵消原边隔直电容的影响,抬高PWM输出波形,使得输出驱动电平不随占空比的宽范围变化而变化;PNP三极管泄放回路,在MOSFET(开关管)关断的时候给MOSFET(开关管)提供一个泄放回路,加速管子关断,提高驱动波形质量;TVS钳位电路,由18V的第一二极管TVS1和2V的第二二极管TVS2阳极对接并接在开关管的栅极G和源极S之间;起到了钳位正向和负向驱动电平的作用,保护了开关管不被过高的电压击穿,驱动电阻R1,限制驱动回路的电流大小,防静电电阻R2,防止开关管栅源极被静电击穿,NPN三极管在收到故障停机闭锁信号ERR Stop后,短路第一电容C1,防止开关管栅极G与源极S误导通。

本实用新型通过在变压器初级增加NPN三极管,有效地解决了变压器驱动电路关机时刻的误导通问题;通过在次级增加位移电容(第二电容C2),使驱动信号的占空比可以从0%变化到90%以上,从而有效地解决了变压器驱动方式无法大范围调节占空比的问题,此实用新型中提到的具体技术方法,有效的解决了变压器驱动电路的技术问题。

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