一种智能驱动模块的制作方法

1.本实用新型涉及电路领域，特别涉及一种智能驱动模块。


背景技术：

2.在现代社会中，驱动电路可用于驱动功率管。驱动电路的内部设置有驱动芯片，不同的功率管需要使用不同的驱动芯片进行驱动，但是驱动芯片的成本较高。从而，现有的驱动电路存在生产成本较高的技术问题。
3.故需要提供一种智能驱动模块来解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种智能驱动模块，有效解决了现有的驱动电路生产成本较高的技术问题。
5.本实用新型提供一种智能驱动模块，其包括：
6.驱动芯片，用于产生初始电流；
7.限流单元，用于对所述初始电流进行限流操作；
8.放大三极管组，用于对所述初始电流进行放大操作，以生成驱动电流，所述驱动电流用于驱动功率管；
9.电源，用于对所述放大三极管组进行供电；
10.其中，所述放大三极管组工作于放大状态，所述限流单元和所述放大三极管组形成用于调整所述驱动电流的开启调整支路和关闭调整支路，当所述功率管开启时，所述开启调整支路处于工作状态；当所述功率管关闭时，所述关闭调整支路处于工作状态。
11.在本实用新型所述的智能驱动模块中，开启调整支路包括开启限流电阻、npn三极管，所述开启限流电阻的一端连接所述驱动芯片，所述开启限流电阻的另一端连接所述npn三极管的基极，所述npn三极管的集电极连接电源，所述npn三极管的发射极与所述功率管的控制端连接；
12.所述关闭调整支路包括关闭限流电阻、pnp三极管，所述关闭限流电阻的一端连接所述驱动芯片，所述关闭限流电阻的另一端连接所述pnp三极管的基极，所述pnp三极管的集电极接地，所述pnp三极管的发射极与所述功率管的控制端连接。
13.在本实用新型所述的智能驱动模块中，所述开启调整支路设置有可更换所述开启限流电阻的设置位；所述关闭调整支路设置有可更换所述关闭限流电阻的设置位。
14.在本实用新型所述的智能驱动模块中，所述开启调整支路设置有可更换所述npn三极管的设置位；所述关闭调整支路设置有可更换所述pnp三极管的设置位。
15.在本实用新型所述的智能驱动模块中，所述开启调整支路设置有可更换所述开启限流电阻的设置位，所述开启调整支路设置有可更换所述npn三极管的设置位；所述关闭调整支路设置有可更换所述关闭限流电阻的设置位，所述关闭调整支路设置有可更换所述pnp三极管的设置位。
16.在本实用新型所述的智能驱动模块中，所述开启限流电阻与所述关闭限流电阻的额定功率均为20-50mw。
17.在本实用新型所述的智能驱动模块中，所述npn三极管与所述pnp三极管在放大状态下的电流放大倍数不同。
18.在本实用新型所述的智能驱动模块中，所述开启调整支路设置有可更换所述开启限流电阻的设置位。
19.在本实用新型所述的智能驱动模块中，所述关闭调整支路设置有可更换所述关闭限流电阻的设置位。
20.一种智能驱动电路，其包括n个上述任一所述的智能驱动模块，n个所述智能驱动模块并联连接，n个所述智能驱动模块的输出端连接对应的功率管，其中，n为大于等于2且小于等6的正整数，其中，每个所述智能驱动模块包括相同的一驱动芯片；
21.当所述功率管开启时，基于所述开启限流电阻的阻值或额定功率，或者基于所述npn三极管在放大状态下的电流放大倍数，或者基于所述开启限流电阻的阻值或额定功率和所述npn三极管在放大状态下的电流放大倍数，所述开启调整支路用于调整所述驱动电流；
22.当所述功率管关闭时，基于所述关闭限流电阻的阻值或额定功率，或者基于所述pnp三极管在放大状态下的电流放大倍数，或者基于所述关闭限流电阻的阻值或额定功率和所述pnp三极管在放大状态下的电流放大倍数，所述关闭调整支路用于调整所述驱动电流。
23.本实用新型相较于现有技术，其有益效果为：本实用新型提供一种智能驱动模块，该智能驱动模块包括驱动芯片、限流单元、放大三极管组。驱动芯片可产生初始电流，限流单元可对初始电流进行限流操作。放大三极管组用于对初始电流进行放大操作，放大三极管组可生成驱动电流，驱动电流用于驱动功率管。放大三极管组工作于放大状态，限流单元和放大三极管组形成开启调整支路和关闭调整支路。当功率管开启时，开启调整支路处于工作状态，开启调整支路用于调整驱动电流。当功率管关闭时，关闭调整支路处于工作状态，关闭调整支路用于调整驱动电流。因此，用户可通过更换开启调整支路或关闭调整支路中的电路元件对驱动电流进行调整，用户无需更换驱动芯片。因为电路元件的成本低于驱动芯片，所以相对于现有的驱动电路，该一种智能驱动模块的成本更低。有效解决了现有的驱动电路生产成本较高的技术问题。
附图说明
24.图1为本实用新型的智能驱动模块一实施例的方框图。
25.图2为本实用新型的智能驱动模块一实施例的电路图。
26.图3为本实用新型的智能驱动电路一实施例的电路图。
27.图中，10、智能驱动模块；11、驱动芯片；12、限流单元；13、放大三极管组；14、功率管；20、智能驱动电路；21、智能驱动模块；22、驱动芯片；23、限流单元；24、放大三极管组；25、电平转换单元；26、功率管。
具体实施方式
28.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。
29.本实用新型中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。
30.本实用新型术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。
31.在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
32.请参照图1和图2，以下描述的是智能驱动模块10的第一实施例。本实用新型提供一种智能驱动模块10，该智能驱动模块10用于给功率管14提供驱动电流。该智能驱动模块10包括驱动芯片11、限流单元12、放大三极管组13和电源vcc，该智能驱动模块10应用于一种智能驱动电路20中。电源vcc可对该放大三极管组13进行供电，该驱动芯片11为驱动ic。驱动芯片11用于产生初始电流，限流单元12用于对初始电流进行限流操作。放大三极管组13用于对初始电流进行放大操作，放大三极管组13可生成驱动电流，驱动电流用于驱动功率管14。放大三极管组13工作于放大状态，限流单元12和放大三极管组13形成开启调整支路和关闭调整支路。
33.请参照图1和图2，三极管主要有三种工作状态，该三种工作状态分别为截至状态、放大状态、饱和状态。当三极管工作于放大状态时，三极管可对基极的小电流进行放大操作，从而三极管的发射极基于基极的小电流输出大电流。但是当三极管工作于截至状态和饱和状态时，三极管输入和输出的电流不会发生改变，该三极管不能达到调整电流的目的，例如电流的放大倍数通常是50～500，若需要的目标电流(即大电流)是1a，放大倍数是200时，其小电流是5ma,该大电流与小电流只是相对彼此而言。因此，若传统的驱动电路需要驱动不同的功率管14，则传统的驱动电路需要不同的驱动芯片来调整驱动电流。
34.然而，本实用新型的放大三极管组13工作于放大状态，使得该放大三极管组13输出可调整的驱动电流，因此该驱动电流可驱动不同的功率管14。请参照图1，开启调整支路和关闭调整支路并联连接。当功率管14开启时，开启调整支路处于工作状态，开启调整支路用于调整驱动电流。当功率管14关闭时，关闭调整支路处于工作状态，关闭调整支路用于调整驱动电流。因此，用户可通过更换开启调整支路或关闭调整支路中的电路元件对驱动电流进行调整，用户无需更换驱动芯片。因为电路元件的成本低于驱动芯片，所以相对于现有的驱动电路，该智能驱动模块10的成本更低。有效解决了现有的驱动电路生产成本较高的技术问题。
35.请参照图1和图2，开启调整支路包括开启限流电阻r1、npn三极管q1。开启限流电阻r1的一端连接驱动芯片11，开启限流电阻r1的另一端连接npn三极管q1的基极。npn三极管q1的集电极连接电源vcc，npn三极管q1的发射极与功率管14的控制端连接。关闭调整支路包括关闭限流电阻r2、pnp三极管q2，关闭限流电阻r2的一端连接驱动芯片11，关闭限流电阻r2的另一端连接pnp三极管q2的基极。pnp三极管q2的集电极接地，pnp三极管q2的发射
极与功率管14的控制端连接。
36.请参照图1和图2，因为开启调整支路设置有可更换开启限流电阻r1的设置位，所以用户可在开启调整支路上更换额定功率不同的开启限流电阻r1。因此，当功率管14开启时，基于开启限流电阻r1的阻值或额定功率，开启调整支路可调整驱动电流。因为关闭调整支路设置有可更换关闭限流电阻r2的设置位，所以用户可在关闭调整支路上更换额定功率不同的关闭限流电阻r2。因此，当功率管14关闭时，基于关闭限流电阻r2的阻值或额定功率，关闭调整支路可调整驱动电流。驱动电流由调整支路的电压以及三极管与限流电阻的阻抗来确定。限流电阻设置于三极管的基极，三极管可对基极的电流进行放大操作，放大的电流可从三极管的发射极输出，所以在基极设置小电阻便可以对发射极输出的较大驱动电流进行调整。因此开启限流电阻r1和关闭限流电阻r2可以使用小封装的电阻，开启限流电阻r1与关闭限流电阻r2的额定功率均为20-50mw。通过更换限流电阻的方式调整驱动电流，用户不需要更换与功率管14适配的驱动芯片，更换电阻的成本更低，可有效降低该智能驱动模块的生产成本。
37.请参照图1和图2，因为开启调整支路设置有可更换npn三极管q1的设置位，所以用户可在开启调整支路上更换电流放大倍数不同的npn三极管q1。因此，当功率管14开启时，基于npn三极管q1在放大状态下的电流放大倍数，开启调整支路可调整驱动电流。因为关闭调整支路设置有可更换pnp三极管q2的设置位，所以用户可在关闭调整支路上更换电流放大倍数不同的pnp三极管q2。因此，当功率管14关闭时，基于pnp三极管q2在放大状态下的电流放大倍数，关闭调整支路可调整驱动电流。当用户更换限流电阻较为不便时，用户可通过调整三极管的电流放大倍数的方式来调整驱动电流。由于三极管工作于放大状态时，三极管可对基极的小电流进行放大操作，从而三极管的发射极可输出大电流。进而，在三极管基极的电流不变的情况下，用户可以通过更换不同电流放大倍数的三极管，达到调整发射极输出的驱动电流的目的。因此，用户通过更换三极管便可以调整驱动电流。用户不需要更换与功率管14适配的驱动芯片，用户调整驱动电流更方便。而且相对于驱动芯片，更换三极管的成本更低，可有效降低该智能驱动模块生产成本。
38.请参照图1和图2，由于开启调整支路设置有可更换开启限流电阻r1的设置位和可更换npn三极管q1的设置位，所以用户可在开启调整支路上同时额定功率不同的开启限流电阻r1和电流放大倍数不同的npn三极管q1。因此，当功率管14开启时，基于开启限流电阻r1的阻值和额定功率和npn三极管q1在放大状态下的电流放大倍数，开启调整支路可调整驱动电流。由于关闭调整支路设置有可更换关闭限流电阻r2的设置位和可更换pnp三极管q2的设置位，所以用户可在关闭调整支路上同时额定功率不同的关闭限流电阻r2和电流放大倍数不同的pnp三极管q2。因此，当功率管14关闭时，基于关闭限流电阻r2的阻值和额定功率和pnp三极管q2在放大状态下的电流放大倍数，关闭调整支路可调整驱动电流。若单独调节电阻的参数或三极管的参数无法满足对驱动电流的调整需求(如驱动电流的调整范围较大)，则用户可同时调整调节电阻的参数或三极管的参数，这样可对驱动电流进行大幅度调整。由于同时调整调节电阻的参数或三极管的参数，从而用户可更快速地调整出合适的电流驱动对应的功率管14，使得该智能驱动模块10的驱动效率可得到进一步提高。
39.因而，用户通过更换限流电阻和三极管也可以调整驱动电流，用户具有多种调节驱动电流的方式。而且。该智能功率模块的驱动芯片具有通用性。用户不需要更换与功率管
14适配的驱动芯片，从而用户调整驱动电流可为更方便。而且相对于更换驱动芯片，更换电阻和三极管的成本更低，可有效降低该智能驱动模块的生产成本。
40.请参照图1和图2，为了提高功率管14的工作效率，功率管14需要具有较大的开启速度和关断速度。开启速度过快会导致产生较大的电压尖峰和电磁干扰，而关断的时候不容易产生这些问题。因此为了达到更高的切换效率，功率管14的关断速度需要大于功率管14的开启速度。基于调整支路的电压和限流电阻和三极管的阻抗确定驱动电流,该智能驱动模块10可通过设置不同的开启限流电阻r1和关闭限流电阻r2调整放大三极管组13输出的驱动电流。从而，该智能驱动模块可有效稳定地控制功率管14的门级电流，使得该智能驱动模块可控制功率管14的开关速度。
41.请参照图1和图2，驱动电流包括充电电流和泄放电流。当npn三极管q1处于工作状态时，功率管14的充电电流由驱动芯片的驱动电压、功率管14的栅极电压、npn三极管q1的管压降、开启限流电阻r1的电阻值以及npn三极管q1在放大状态下的电流放大倍数确定。其中，充电电流由以下公式计算得出，该公式为ig1＝(vdrv-vg-vbs1)/r1*hef1，ig1为充电电流，vdrv为驱动芯片输出的驱动电压，vg为当下功率管14的栅极电压，vbs1为npn三极管q1的管压降，r1为开启限流电阻r1的电阻值，hef1为npn三极管q1在放大状态下的电流放大倍数。在用户不更换驱动芯片11的情况下，驱动芯片11输出的驱动电压、当下功率管14的栅极电压、npn三极管q1的管压降均为确定值。因此，用户可通过更换开启限流电阻r1的方式调整充电电流。或者用户可通过更换npn三极管q1的方式调整充电电流，从而该智能驱动模块10可驱动不同的功率管14。用户可优先选更换开启限流电阻r1的方式，若开启限流电阻r1不便于更换，用户可选择更换不同电流放大倍数的npn三极管q1。
42.请参照图1和图2，当pnp三极管q2处于工作状态时，功率管14的泄放电流由功率管14的栅极电压、pnp三极管q2的管压降、关闭限流电阻r2的电阻值以及pnp三极管q2在放大状态下的电流放大倍数确定。泄放电流由以下公式计算得出，该公式为ig2＝(vg-vbs2)/r2*hef2。其中，泄放电流为ig2，vg为当下功率管14的栅极电压，vbs2为pnp三极管q2的管压降，r2为关闭限流电阻r2的电阻值，hef2为pnp三极管q2在放大状态下的电流放大倍数。当下功率管14的栅极电压和pnp三极管q2的管压降均为确定值，因此，用户可通过更换关闭限流电阻r2的方式调整泄放电流。或者用户可通过更换pnp三极管q2的方式调整泄放电流，从而该智能驱动模块10可驱动不同的功率管14。用户可优先选更换关闭限流电阻r2的方式，若关闭限流电阻r2不便于更换，用户可选择更换不同电流放大倍数的pnp三极管q2。
43.请参照图1和图2，pnp三极管q2处于工作状态时，若驱动芯片输出驱动电压，功率管14的泄放电流由驱动芯片11的驱动电压、功率管14的栅极电压、pnp三极管q2的管压降、关闭限流电阻r2的电阻值以及pnp三极管q2在放大状态下的电流放大倍数确定。泄放电流由以下公式计算得出，该公式为ig2＝(vg-vbs2-vdrv)/r2*hef2，从而关闭调整支路可基于驱动芯片11输出的驱动电压调整泄放电流。当下功率管14的栅极电压和pnp三极管q2的管压降均为确定值，并且泄放电流满足ig2＝(vg-vbs2-vdrv)/r2*hef2的条件。若关闭限流电阻r2和pnp三极管q2均不便于更换，则用户可通过调整驱动电压的方式改变泄放电流。从而，该智能驱动模块10可驱动不同的功率管14。
44.请参照图1和图2，智能驱动模块10的驱动电压设定为v，智能驱动模块10驱动功率管14所需要的时间设定为t。驱动电压的电压值等于npn三极管q1与开启限流电阻r1的阻抗
之和乘以驱动电流的电流值，或者驱动电压的电压值等于pnp三极管q2与关闭限流电阻r2的阻抗之和乘以驱动电流的电流值。如dv/dt小于5000，电压尖峰小于功率管14的最大电压等；即有效控制功率管14的开关损耗，dv/dt和电压尖峰、系统的电磁干扰等相关，从而使智能功率模块10在一定频率下的热损耗、电压尖峰、系统电磁干扰达到一个最合理的配置。
45.请参照图1和图2，开启调整支路设置有可更换开启限流电阻r1的设置位，关闭调整支路可固定设置有关闭限流电阻r2。当用户需要调整驱动电流时，用户可通过该设置位更换开启限流电阻r1，对开启调整支路上的驱动电流进行调整。调整过程中，关闭限流电阻r2固定在关闭调整支路上，关闭调整支路的结构并未发生变化，因此关闭调整支路的泄放电流不会发生变化。这样用户可在不影响关闭调整支路的泄放电流的基础上，对驱动电流进行调整。从而，用户调整智能驱动模块10的驱动电流较为方便。
46.请参照图1和图2，开启调整支路可固定设置有开启限流电阻r1，关闭调整支路设置有可更换关闭限流电阻r2的设置位。当用户需要调整泄放电流时，用户可通过该设置位更换关闭限流电阻r2，对关闭调整支路上的泄放电流进行调整。调整过程中，开启限流电阻r1固定在开启调整支路上，开启调整支路的结构并未发生变化，因此开启调整支路的驱动电流不会发生变化。这样用户可在不影响开启调整支路的驱动电流的基础上，对泄放电流进行调整。从而，用户调整智能驱动模块10的泄放电流较为方便。
47.请参照图3，该智能驱动电路20包括n个智能驱动模块21，n个智能驱动模块21并联连接。n个智能驱动模块21的输出端连接对应的功率管26，其中，n为大于等于2且小于等6的正整数，本实施例中的智能驱动电路20包括6个智能驱动模块21。其中，n个智能驱动模块21包括n个驱动芯片22,n个驱动芯片22是相同的。一种智能驱动模块21还包括限流单元23和放大三极管组24，限流单元23的一端连接驱动芯片22，限流单元23的另一端连接放大三极管组24，放大三极管组24可输出驱动电流驱动功率管26。该智能驱动模块21还包括保护电阻r3、防逆流二极管d7、存储电容c1，保护电阻r3的一端与电源vcc1连接，保护电阻r3的另一端防逆流二极管d7的正极。防逆流二极管d7的负极连接npn三极管q1的集电极，防逆流二极管d7用于防止反向电流损坏电源vcc1。存储电容c1的一端连接npn三极管q11的集电极，存储电容c1的另一端接地，存储电容c1用于对电源vcc1输出的电压进行滤波操作。
48.当功率管26开启时，基于开启限流电阻r11的阻值或额定功率，或者npn三极管q11在放大状态下的电流放大倍数，或者基于开启限流电阻r11的阻值或额定功率和npn三极管q11在放大状态下的电流放大倍数，开启调整支路均可调整驱动电流。当功率管26关闭时，基于关闭限流电阻r21的阻值或额定功率，或者pnp三极管q21在放大状态下的电流放大倍数，或者基于关闭限流电阻r2的阻值或额定功率和pnp三极管q21在放大状态下的电流放大倍数，关闭调整支路均可调整驱动电流。
49.智能驱动电路20还可以包括电平转换单元25，该电平转换单元25与驱动芯片22连接。通常当两个设备之间需要通信，但是它们的电压规格不时，它们就不能直接相连，此时就需要进行电平转换。
50.n个驱动芯片22是相同的，但是每个智能驱动模块21对应的功率管26可能是不同的。该智能驱动电路20可通过调节电阻的阻值或额定功率来调节管的驱动电流，该智能驱动电路20也可通过调节三极管在放大状态下的电流放大倍数来调节管的驱动电流，该智能驱动电路20还可通过同时调节电阻的阻值或额定功率和三极管在放大状态下的电流放大
倍数来调节管的驱动电流。因此，在不改变驱动芯片22的情况下，该智能驱动电路20也可以调整驱动电流，使得该智能驱动模块21的驱动芯片具有通用性。整个智能驱动电路仅需使用一种驱动芯片，从而用户设计该电路较为简单和方便。由于该智能驱动电路20无需使用多种驱动芯片，可有效较低该智能驱动电路20的成本。并且，相对于驱动芯片，三极管和电阻的成本较低，该智能驱动电路20的电路设计使得该电路的成本较小。
51.本实用新型智能驱动模块的工作原理为：该智能驱动模块10工作时，驱动芯片11产生初始电流并输出于限流单元12。该限流单元12可对初始电流进行限流操作，随后放大三极管组13接收到该初始电流。此时放大三极管组13工作于放大状态，放大三极管组13可对该初始电流进行放大操作。从而，该放大三极管组13可生成驱动电流，驱动电流可用于驱动功率管14。
52.当功率管14开启时，基于开启限流电阻r1的阻值或额定功率，开启调整支路可调整驱动电流。或者npn三极管q1在放大状态下的电流放大倍数，开启调整支路可调整驱动电流。或者基于开启限流电阻r1的阻值或额定功率和npn三极管q1在放大状态下的电流放大倍数，开启调整支路可调整驱动电流。当功率管14关闭时，基于关闭限流电阻r2的阻值或额定功率，关闭调整支路可调整驱动电流。或者基于pnp三极管q2在放大状态下的电流放大倍数，关闭调整支路可调整驱动电流。或者基于关闭限流电阻r2的阻值或额定功率和pnp三极管q2在放大状态下的电流放大倍数，关闭调整支路可调整驱动电流。
53.本实用新型提供一种智能驱动模块，该智能驱动模块包括驱动芯片、限流单元、放大三极管组。驱动芯片可产生初始电流，限流单元可对初始电流进行限流操作。放大三极管组用于对初始电流进行放大操作，放大三极管组可生成驱动电流，驱动电流用于驱动功率管。放大三极管组工作于放大状态，限流单元和放大三极管组形成开启调整支路和关闭调整支路。当功率管开启时，开启调整支路处于工作状态，开启调整支路用于调整驱动电流。当功率管关闭时，关闭调整支路处于工作状态，关闭调整支路用于调整驱动电流。因此，用户可通过更换开启调整支路或关闭调整支路中的电路元件对驱动电流进行调整，用户无需更换驱动芯片。因为电路元件的成本低于驱动芯片，所以相对于现有的驱动电路，该智能驱动模块的成本更低。有效解决了现有的驱动电路生产成本较高的技术问题。
54.综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。