一种负压隔离式半桥驱动电路的制作方法

本发明属于隔离驱动技术领域，涉及一种负压隔离式半桥驱动电路。

背景技术：

随着电力电子技术的不断发展，大功率、高电压等级的驱动电路要求越来越高，其中隔离驱动成为研究使用热门，目前大多隔离驱动电路的供电电源大多采用多个隔离电源模块组成，体积大，价格昂贵，不易做到小型化、集成化，同时大多零电压关断会存在关断不彻底，造成上下桥直通短路现象。

技术实现要素：

本发明目的是：提供一种负压隔离式半桥驱动电路，解决了现有技术中存在的隔离电源模块体积大、成本高和消除功率管关断不彻底的问题。

本发明的技术方案是：一种负压隔离式半桥驱动电路，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，振荡电路包括振荡器s1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第三电容c3、第二稳压管d2、第五稳压管d5，振荡器s1的第一管脚直接接地，第二管脚和第六管脚相连，同时第六管脚通过第五稳压管d5和第二电阻r2连接到第七管脚，第二稳压管d2与第五稳压管d5和第二电阻r2串联后的电路并联，第八管脚通过第一电阻r1与第七管脚连接后再连接电源vcc，输出脚第三管脚通过第三电阻r3与第四管脚连接后再连接电源vcc，变压驱动电路包括信号驱动器mic1、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第四电阻r4、第四稳压管d4、第七稳压管d7、变压器t1，驱动器mic1的第一管脚和第八管脚接电源vcc，并通过第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7与第四管脚和第五管脚连接，同时第四管脚、第五管脚接地，第二管脚通过第四电阻r4与振荡器s1的输出脚第三管脚连接，第六管脚、第七管脚输出给第四电容c4，再连接变压器t1，变压器t1的第一副边绕组两端的交流电压通过第一电容c1，再经过第一整流管d1和第六整流管d6整流成直流电，经过第二电容c2滤波和第三稳压管d3稳压，直接给第一供电电路的第一驱动芯片u1供电，变压器t1的第二副边绕组两端的交流电压通过第九电容c9，再经过第九整流管d9和第十一整流管d11整流成直流电，经过第十电容c10滤波和第十稳压管d10稳压，直接给第二供电电路的第二驱动芯片u2供电。

本发明的特点还在于，

第一驱动电路包括第一驱动芯片u1、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十二电容c12、第十四电容c14、第十五电容c15、第十二稳压管d12，第一驱动芯片u1的第二管脚和第三管脚连接通过第七电阻r7和第十二电容c12组成的rc滤波器，然后连接半桥驱动电路中上桥臂功率管的开关信号pwm1h，第一驱动芯片u1的第八管脚接电源vcc1，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第九电阻r9串联第八电阻r8接至功率管栅极g1，所述第十二稳压管d12和第八电阻r8并联，第十电阻r10连接功率管栅极g1和源极e1，同时源极e1分别通过第十四电容c14和第十五电容c15接至电源的正极vcc1和负极vee1。

第二驱动电路包括第二驱动芯片u2、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电容c17、第十九电容c19、第十四稳压管d14，第二驱动芯片u2的第二管脚和第三管脚连接通过第十三电阻r13和第十七电容c17组成的rc滤波器，然后连接半桥驱动电路中下桥臂功率管的开关信号pwm1l，第二驱动芯片u2的第八管脚接电源vcc2，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第十五电阻r15串联第十四电阻r14接至功率管栅极g2，第十四稳压管d14和第十四电阻r14并联，第十六电阻r16连接功率管栅极g2和源极e2，同时源极e2分别通过第十八电容c18和第十九电容c19接至电源正极vcc2和负极vee2。

振荡器s1采用ne555芯片，具有极强的易用性、价格低廉，可靠性稳定的优点。

信号驱动器mic1采用mic4422ym电桥驱动器，驱动能力强，功耗低，成本低。

变压器t1为单输入双输出高频变压器，实现由单个变压器输出两路电压的目的，而且体积小，相比集成电源模块价格低，节约了成本。

本发明的优点是：

1.本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，结构简单、可靠，成本低；

2.本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，只需外部提供一路电源，功耗低，节能；

3.本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，隔离式驱动避免了高压测故障引起的损坏低压器件的危险，驱动电路更安全；

4.本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，驱动信号带负压关断，消除功率管关断不彻底带来的上下桥直通短路隐患。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明一种负压隔离式半桥驱动电路的结构图；

图2为本发明一种负压隔离式半桥驱动电路的第一驱动电路的电路图；

图3为本发明一种负压隔离式半桥驱动电路第二驱动电路的电路图。

具体实施方式

本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，结构如图1~图3所示，包括振荡电路、变压驱动电路、第一供电电路、第二供电电路、第一驱动电路、第二驱动电路，振荡电路包括振荡器s1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第三电容c3、第二稳压管d2、第五稳压管d5，振荡器s1的第一管脚直接接地，第二管脚和第六管脚相连，同时第六管脚通过第五稳压管d5和第二电阻r2连接到第七管脚，第二稳压管d2与第五稳压管d5和第二电阻r2串联后的电路并联，第八管脚通过第一电阻r1与第七管脚连接后再连接电源vcc，输出脚第三管脚通过第三电阻r3与第四管脚连接后再连接电源vcc，变压驱动电路包括信号驱动器mic1、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第四电阻r4、第四稳压管d4、第七稳压管d7、变压器t1，驱动器mic1的第一管脚和第八管脚接电源vcc，并通过第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7与第四管脚和第五管脚连接，同时第四管脚、第五管脚接地，第二管脚通过第四电阻r4与振荡器s1的输出脚第三管脚连接，第六管脚、第七管脚输出给第四电容c4，再连接变压器t1，变压器t1的第一副边绕组两端的交流电压通过第一电容c1，再经过第一整流管d1和第六整流管d6整流成直流电，经过第二电容c2滤波和第三稳压管d3稳压，直接给第一供电电路的第一驱动芯片u1供电，变压器t1的第二副边绕组两端的交流电压通过第九电容c9，再经过第九整流管d9和第十一整流管d11整流成直流电，经过第十电容c10滤波和第十稳压管d10稳压，直接给第二供电电路的第二驱动芯片u2供电。

第一驱动电路包括第一驱动芯片u1、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十二电容c12、第十四电容c14、第十五电容c15、第十二稳压管d12，第一驱动芯片u1的第二管脚和第三管脚连接通过第七电阻r7和第十二电容c12组成的rc滤波器，然后连接半桥驱动电路中上桥臂功率管的开关信号pwm1h，第一驱动芯片u1的第八管脚接电源vcc1，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第九电阻r9串联第八电阻r8接至功率管栅极g1，所述第十二稳压管d12和第八电阻r8并联，第十电阻r10连接功率管栅极g1和源极e1，同时源极e1分别通过第十四电容c14和第十五电容c15接至电源的正极vcc1和负极vee1。

第二驱动电路包括第二驱动芯片u2、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电容c17、第十九电容c19、第十四稳压管d14，第二驱动芯片u2的第二管脚和第三管脚连接通过第十三电阻r13和第十七电容c17组成的rc滤波器，然后连接半桥驱动电路中下桥臂功率管的开关信号pwm1l，第二驱动芯片u2的第八管脚接电源vcc2，第六管脚和第七管脚作为输出管脚通过第十五电阻r15串联第十四电阻r14接至功率管栅极g2，第十四稳压管d14和第十四电阻r14并联，第十六电阻r16连接功率管栅极g2和源极e2，同时源极e2分别通过第十八电容c18和第十九电容c19接至电源正极vcc2和负极vee2。

振荡器s1采用ne555芯片。

信号驱动器mic1采用mic4422ym电桥驱动器。

变压器t1为单输入双输出高频变压器。

本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，工作原理是，振荡电路利用振荡器s1产生频率可调的pwm振荡信号，pwm振荡信号的频率由外围第二电阻r2和第三电容c3值决定，振荡器s1产生的pwm信号通过变压驱动电路的信号驱动器mic1来提升信号能力，再由第四稳压管d4、第七稳压管d7钳位，通过隔直第四电容c4变成频率不变，幅值为1/2vcc的交流方波，交流方波通过单输入双输出的高频变压器t1传输给变压器副边，副边第一路的交流方波电压通过电容c1、稳压管d1和稳压管d6钳位，输出高电平为vcc1，以vee1为基准的直流电压，其电压幅值仍为vcc，副边第一路输出高电平为vcc1，以vee1为基准的直流电压，副边第二路输出高电平为vcc2，以vee2为基准的直流电压，其电压幅值仍为vcc，两路分别给半桥驱动电路中两个驱动电路的第一驱动芯片u1、第二驱动芯片u2的副边供电，这样实现了半桥驱动电路的前后级隔离，上下桥隔离，即实现了隔离性。

其中，上桥的负压关断驱动的实现是依靠16v的第八稳压管d8钳位，第五电阻r5、第六电阻r6和第十一电容c11并联，将e1和vee1直接电压钳为-（vcc-16）v，通常应用中取vcc为24v，因此e1和vee1之间电压为-8v，vcc1和e1之间电压为16v。在第一驱动芯片u1的第5脚串入第十五电容c15，e1和vee1之间电压施加在第十五电容c15的两端，这样从变压驱动电路输出的pwm1h控制信号通过第一驱动芯片u1将变成低电平为-8v高电平为16v的pwm1h控制信号，直接接到上桥的功率管g1极和e1极，实现负压关断，下桥的负压关断驱动的实现是依靠16v的第十三稳压管d13钳位，第十一电阻r11、第十二电阻r12和第十六电容c16并联，将e2和vee2直接电压钳为-（vcc-16）v，通常应用中取vcc为24v，因此e2和vee2之间电压为-8v，vcc2和e2之间电压为16v。在第二驱动芯片u2的第5脚串入第十九电容c19，e2和vee2之间电压施加在第十九电容c19的两端，这样从变压驱动电路输出的pwm1l控制信号通过第二驱动芯片u2将变成低电平为-8v高电平为16v的pwm1l控制信号，直接接到下桥的功率管g1极和e1极，实现负压关断。

本发明一种负压隔离式半桥驱动电路，可以应用于高压大功率驱动，减小了系统功耗，实现了低功耗，低成本，同时增加了系统的安全、可靠性。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。