一种无刷电动机逆变器场效应管驱动电路的制作方法

本实用新型是一种无刷电动机逆变器场效应管驱动电路，属于电动机驱动器设计技术领域。

背景技术：

无刷电动机基本由控制器、功率逆变器和电机本体等组成，功率逆变器将直流电变化为交流电输入给电机，从而实现电机的转动，功率逆变器的主要部件就是场效应管和其驱动电路。目前常见的无刷电动机逆变器场效应管驱动电路参见图1，它由驱动芯片N1、电阻R1、R2、场效应管V1组成；驱动芯片N1 的脉宽调制信号输入端与调压电路的脉宽调制信号输出端PWM连接，驱动芯片 N1的电源输入端与+15V电源连接，驱动芯片N1的输出端串联电阻R1后与场效应管V1的栅极G连接，电阻R2接在场效应管V1的栅极G和源极S之间，场效应管V1的源极S接地；其工作原理是：PWM信号经过驱动芯片N1进行电气隔离和功率放大后，通过限流电阻R1驱动场效应管V1，电阻R1决定场效应管V1 导通和关断过程的时间；其缺点是：因电阻R1的电阻限制，场效应管V1关断过程慢，关断时间长，导致场效应管V1的损耗大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种能加速关断过程、缩短关断时间的电动机逆变器驱动电路，以降低场效应管V1的损耗。

本发明的技术方案是：

该种无刷电动机逆变器场效应管驱动电路，其特征在于：该电路包括驱动芯片N1、电阻R1、R2和R3、电容C1、二极管D1、二极管D2和场效应管V1，驱动芯片N1的脉宽信号输入端in与脉宽调制信号输入PWM信号连接，驱动芯片N1的电源输入端与+15V电源连接，驱动芯片N1的输出端out分别于电阻R1 的一端和二极管D1的阴极连接，电阻R1的另一端分别与场效应管V1的栅极G、二极管D1的阳极、电阻R2的一端连接；电阻R2另一端分别与场效应管V1的源极S、电容C1的正极、二极管D2的阴极、电阻R3的一端连接；二极管D2 的阳极和电容C1的负极均与+15V电源地连接；电阻R3的另一端与+15V电源连接。

进一步，所述的二极管D1为快速恢复二极管，二极管D2为稳压二极管，电容C1为固态钽电容。

进一步，所述的场效应管V1的源极S与+15V电源地不共地。

本实用新型的优点是：在关断场效应开关管V1时，驱动芯片N1输出引脚由高电平变为低电平接地，快恢复二极管D1立即导通，使场效应管V1的栅极电压UGS迅速降低；同时，由于稳压二极管和储能电容C1的作用使UGS形成一定反压，从而使场效应管V1进一步可靠关断。该电路加速了场效应开关管V1的关断过程，缩短了关断时间，从而降低了场效应管V1的开关损耗，减小场效应管V1发热。

附图说明

图1是目前无刷电动机逆变器场效应管驱动电路原理图。

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案作进一步详细说明。

参见图2所示，所述无刷电动机逆变器场效应管驱动电路由驱动芯片N1、电阻R1、R2和R3、电容C1、二极管D1、二极管D2和场效应管V1组成；驱动芯片N1的脉宽信号输入端in与脉宽调制信号输入PWM信号连接，驱动芯片N1 的电源输入端与+15V电源连接，驱动芯片N1的输出端out分别于电阻R1的一端和二极管D1的阴极连接，电阻R1的另一端分别与场效应管V1的栅极G、二极管D1的阳极、电阻R2的一端连接；电阻R2另一端分别与场效应管V1的源极S、电容C1的正极、二极管D2的阴极、电阻R3的一端连接；二极管D2的阳极和电容C1的负极均与+15V电源地连接；电阻R3的另一端与+15V电源连接。

所述的二极管D1为快速恢复二极管，二极管D2为稳压二极管，电容C1为固态钽电容，场效应管V1的源极S与+15V电源地不共地。

本实用新型电路的工作原理是：PWM信号经驱动芯片N1后，通过R1、R2、 R3、D1、D2、C1组成的驱动电路，驱动场效应管V1；当PWM信号为高电平时，驱动芯片N1输出+15V驱动电压，经过电阻R1，场效应管V1的UGS为高电平，从而使场效应管V1导通；当PWM信号为低电平时，驱动芯片N1输出为低电平，快恢复二极管D1导通可使场效应管V1的UGS迅速降低，同时，由于稳压二极管和储能电容C1的作用使UGS形成一定反压，从而使场效应管V1快速关断。

实施时，R1阻值为1Ω，R2阻值为5.1KΩ，R3阻值为2KΩ，D1型号为 2CN3F，D2型号为BWC103，V1型号为IXKK85N60C，场效应管V1平均电流为 20A。实测场效应管管关断时间由100ns降为55ns。

实施时：R1阻值为100Ω，R2阻值为2KΩ，R3阻值为2KΩ，D1型号为2CN3F， D2型号为BWC102，V1型号为IRF460，场效应管V1平均电流为5A。场效应管管关断时间由51ns降为30ns。