驱动电路、浮地驱动电路、半桥驱动装置及开关变换器的制作方法

文档序号:23531304发布日期:2021-01-05 18:03阅读:405来源:国知局
驱动电路、浮地驱动电路、半桥驱动装置及开关变换器的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域,尤其涉及一种驱动电路、浮地驱动电路、半桥驱动装置及开关变换器。



背景技术:

在车载电子控制器领域,对直流电压进行斩波产生需要的调制波,通常会使用到半桥,由半桥组成桥式变换电路等开关变换器。组成半桥的功率开关元件一般为金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,mosfet)或者绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor,igbt)。功率开关元件通过驱动电路输出的驱动信号,实现快速导通或关断。

开关变换器的开关频率越快,开关变换器的控制精度越高,开关变换器的输出性能越好。开关变换器工作的开关频率与功率开关元件的开关频率,以及驱动电路输出的驱动信号的频率有关。故如何提高开关变换器的驱动电路输出的驱动信号的频率至关重要。



技术实现要素:

本实用新型实施例提供一种驱动电路、浮地驱动电路、半桥驱动装置及开关变换器,可以避免驱动电路中的开关管进入深度饱和区,从而提高驱动电路中的开关管的开关速度,以提高驱动电路输出的驱动信号的频率。

第一方面,本实用新型实施例提供了一种驱动电路,包括:

第一开关管,第一开关管的第一极与驱动电路的电源端电连接,第一开关管的控制极与驱动电路的信号输入端电连接;

第一二极管,第一二极管的第一极与第一开关管的控制极电连接,第一二极管的第二极与第一开关管的第二极电连接;

第一电阻,第一开关管的第二极经第一电阻与驱动电路的参考电位端电连接;

第一驱动输出单元,第一驱动输出单元的输入端与第一开关管的第二极电连接,第一驱动输出单元的输出端与驱动电路的信号输出端电连接。

进一步地,第一驱动输出单元包括第二开关管、第三开关管、第二电阻和第三电阻,其中,第二开关管的控制极,以及第三开关管的控制极均与第一驱动输出单元的输入端电连接;第二开关管的第一极与第一开关管的第一极电连接;第二开关管的第二极经第二电阻与第一驱动输出单元的输出端电连接;第三开关管的第一极经第三电阻与第一驱动输出单元的输出端电连接;第三开关管的第二极与驱动电路的参考电位端电连接;

第二开关管为npn三极管,第二开关管的控制极为基极,第二开关管的第一极为集电极,第二开关管的第二极为发射极;

第三开关管为pnp三极管,第三开关管的控制极为基极,第三开关管的第一极为发射极,第三开关管的第二极为集电极。

进一步地,第一开关管为pnp三极管,第一开关管的控制极为基极,第一开关管的第一极为发射极,第一开关管的第二极为集电极;

第一二极管的第一极为阴极,第一二极管的第二极为阳极。

进一步地,驱动电路还包括:第一电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第四开关管和第二电容,其中,驱动电路的信号输入端经第四电阻与第四开关管的控制极电连接;第四开关管的第一极与第一开关管的控制极电连接;第四开关管的第一极经第五电阻与第一开关管的第一极电连接;第四开关管的第二极经第六电阻接地;第七电阻和第二电容并联连接的第一端与第一驱动输出单元的输出端电连接,第七电阻和第二电容并联连接的第二端与驱动电路的参考电位端电连接;

第一开关管的第一极经第一电容与驱动电路的参考电位端电连接。

第二方面,本实用新型实施例还提供了一种浮地驱动电路,包括:

第五开关管,第五开关管的控制极与浮地驱动电路的信号输入端电连接;

第二二极管,第二二极管的第一极与第五开关管的控制极电连接,第二二极管的第二极与第五开关管的第二极电连接;

第八电阻,第五开关管的第二极经第八电阻与浮地驱动电路的参考电位端电连接;

第三二极管,第五开关管的第一极与第三二极管的第一极电连接,第三二极管的第二极与浮地驱动电路的电源端电连接;

自举电容,第五开关管的第一极与自举电容的第一端电连接,自举电容的第二端与浮地驱动电路的参考电位端电连接;

第二驱动输出单元,第二驱动输出单元的输入端与第五开关管的第二极电连接,第二驱动输出单元的输出端与浮地驱动电路的信号输出端电连接。

进一步地,浮地驱动电路还包括:限流电阻,其中,第五开关管的第一极与限流电阻的第一端电连接,限流电阻的第二端与自举电容的第一端电连接;

或者,第五开关管的第一极经限流电阻与第三二极管的第一极电连接;

或者,第三二极管的第二极经限流电阻与浮地驱动电路的电源端电连接。

进一步地,浮地驱动电路还包括:第十电阻,浮地驱动电路的参考电位端经第十电阻接地。

进一步地,第五开关管为pnp三极管,第五开关管的控制极为基极,第五开关管的第一极为发射极,第五开关管的第二极为集电极;

第二二极管的第一极为阴极,第二二极管的第二极为阳极;

第三二极管的第一极为阴极,第三二极管的第二极为阳极;

第二驱动输出单元包括第六开关管、第七开关管、第十一电阻和第十二电阻,其中,第六开关管的控制极,以及第七开关管的控制极均与第二驱动输出单元的输入端电连接;第六开关管的第一极与第五开关管的第一极电连接;第六开关管的第二极经第十一电阻与第二驱动输出单元的输出端电连接;第七开关管的第一极经第十二电阻与第二驱动输出单元的输出端电连接;第七开关管的第二极与浮地驱动电路的参考电位端电连接;

第六开关管为npn三极管,第六开关管的控制极为基极,第六开关管的第一极为集电极,第六开关管的第二极为发射极;

第七开关管为pnp三极管,第七开关管的控制极为基极,第七开关管的第一极为发射极,第七开关管的第二极为集电极;

浮地驱动电路还包括:第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第八开关管和第四电容,其中,浮地驱动电路的信号输入端经第十三电阻与第八开关管的控制极电连接;第八开关管的第一极与第五开关管的控制极电连接;第八开关管的第一极经第十四电阻与第五开关管的第一极电连接;第八开关管的第二极经第十五电阻接地;第十六电阻和第四电容并联连接的第一端与第二驱动输出单元的输出端电连接,第十六电阻和第四电容并联连接的第二端与浮地驱动电路的参考电位端电连接。

第三方面,本实用新型实施例还提供了一种半桥驱动装置,包括:

下桥驱动模块,包括本实用新型任意实施例提供的驱动电路,下桥驱动模块的驱动电路的参考电位端接地;

上桥驱动模块,包括本实用新型任意实施例提供的浮地驱动电路。

第四方面,本实用新型实施例还提供了一种开关变换器,包括:至少一个桥臂和至少一个本实用新型任意实施例提供的半桥驱动装置,桥臂与半桥驱动装置一一对应设置,

任一桥臂包括第一功率开关管和第二功率开关管,第一功率开关管的第一极与第二功率开关管的第一极电连接;第二功率开关管的第二极接地;

任一半桥驱动装置中,下桥驱动模块的驱动电路的信号输出端与对应的桥臂中的第二功率开关管的控制极电连接;上桥驱动模块的浮地驱动电路的信号输出端与对应的桥臂中的第一功率开关管的控制极电连接,上桥驱动模块的浮地驱动电路的参考电位端与对应的桥臂中的第一功率开关管的第一极电连接。

本实用新型实施例的技术方案中,驱动电路包括:第一开关管、第一二极管、第一电阻和第一驱动输出单元,其中,第一开关管的第一极与驱动电路的电源端电连接,第一开关管的控制极与驱动电路的信号输入端电连接;第一二极管的第一极与第一开关管的控制极电连接,第一二极管的第二极与第一开关管的第二极电连接;第一开关管的第二极经第一电阻与驱动电路的参考电位端电连接;第一驱动输出单元的输入端与第一开关管的第二极电连接,第一驱动输出单元的输出端与驱动电路的信号输出端电连接,通过在第一开关管的控制极和第二极之间设置第一二极管,以使第一开关管的控制极和第二极之间形成的pn结被第一二极管旁路,避免第一开关管进入深度饱和状态,从而可以提高第一开关管的开关速度,提高驱动电路输出的驱动信号的频率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种驱动电路的结构示意图;

图2为本实用新型实施例提供的一种驱动电路的应用场景示意图;

图3为本实用新型实施例提供一种浮地驱动电路的应用场景示意图;

图4为本实用新型实施例提供又一种浮地驱动电路的应用场景示意图;

图5为本实用新型实施例提供又一种浮地驱动电路的应用场景示意图;

图6为本实用新型实施例提供又一种浮地驱动电路的应用场景示意图;

图7为本实用新型实施例提供的一种开关变换器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供一种驱动电路。图1为本实用新型实施例提供的一种驱动电路的结构示意图。该驱动电路1包括:第一开关管t1、第一二极管d1、第一电阻r1和第一驱动输出单元10。

其中,第一开关管t1的第一极与驱动电路1的电源端v1电连接,第一开关管t1的控制极ctr1与驱动电路1的信号输入端si1电连接;第一二极管d1的第一极与第一开关管t1的控制极ctr1电连接,第一二极管d1的第二极与第一开关管t1的第二极电连接;第一开关管t1的第二极经第一电阻r1与驱动电路1的参考电位端n1电连接;第一驱动输出单元10的输入端in1与第一开关管t1的第二极电连接,第一驱动输出单元10的输出端out1与驱动电路1的信号输出端so1电连接。

其中,该驱动电路1的信号输出端so1用于输出驱动信号至开关变换器中的开关元件,以使开关变换器中的开关元件导通或关断。该驱动电路1可应用于boost升压型开关变换器、半桥直流转直流开关变换器等中。驱动电路1的信号输入端si1可用于接收脉冲宽度调制信号。第一开关管t1可以是双极结型晶体管。可选的,第一开关管t1为pnp三极管,第一开关管t1的控制极ctr1为基极,第一开关管t1的第一极为发射极,第一开关管t1的第二极为集电极。可选的,第一二极管d1的第一极为阴极,第一二极管d1的第二极为阳极。第一驱动输出单元10可以是图腾柱式输出结构,可以提高驱动能力。第一二极管d1可以是肖特基二极管。在信号输入端si1输入的高电平或低电平的作用下,可控制第一开关管t1导通或关断,进而控制第一驱动输出单元10的输入端in1输入的电平的高低,进而使得第一驱动输出单元10的输出端out1输出高电平或低电平至信号输出端so1。

通过在第一开关管t1的控制极ctr1和第二极之间设置第一二极管d1,以使第一开关管t1的控制极ctr1和第二极之间形成的pn结被第一二极管d1旁路,避免第一开关管t1进入深度饱和状态,从而可以提高第一开关管t1的开关速度,提高驱动电路输出的驱动信号的频率。示例性的,以第一开关管t1为pnp三极管为例,第一二极管d1设置在第一开关管t1的基极和集电极之间,第一开关管t1的基极为低电平时,第一开关管t1导通,第一二极管d1导通,第一开关管t1的集电结被第一二极管d1旁路,第一开关管t1的基极的电压vb与发射极的电压ve的关系为:vb=ve-0.7v,其中,0.7v为发射结的导通压降;第一开关管t1的基极的电压vb与集电极的电压vc的关系为vc=vb+0.2v,其中,第一二极管d1的导通压降为0.2v,则第一开关管t1的发射极与集电极之间的电压vec=0.5v,可保证vec没有进入深度饱和,需要说明的是,进入深度饱和的标志是发射结正偏,集电结正偏,且vec之间的压差很小,称之为深度饱和,一般进入深度饱和后vec<0.1v。

本实施例的技术方案中,驱动电路包括:第一开关管、第一二极管、第一电阻和第一驱动输出单元,其中,第一开关管的第一极与驱动电路的电源端电连接,第一开关管的控制极与驱动电路的信号输入端电连接;第一二极管的第一极与第一开关管的控制极电连接,第一二极管的第二极与第一开关管的第二极电连接;第一开关管的第二极经第一电阻与驱动电路的参考电位端电连接;第一驱动输出单元的输入端与第一开关管的第二极电连接,第一驱动输出单元的输出端与驱动电路的信号输出端电连接,通过在第一开关管的控制极和第二极之间设置第一二极管,以使第一开关管的控制极和第二极之间形成的pn结被第一二极管旁路,避免第一开关管进入深度饱和状态,从而可以提高第一开关管的开关速度,提高驱动电路输出的驱动信号的频率。

可选的,在上述实施例的基础上,图2为本实用新型实施例提供的一种驱动电路的应用场景示意图,第一驱动输出单元10包括第二开关管t2、第三开关管t3、第二电阻r2和第三电阻r3。

其中,第二开关管t2的控制极ctr2,以及第三开关管t3的控制极ctr3均与第一驱动输出单元10的输入端in1电连接;第二开关管t2的第一极与第一开关管t1的第一极电连接;第二开关管t2的第二极经第二电阻r2与第一驱动输出单元10的输出端out1电连接;第三开关管t3的第一极经第三电阻r3与第一驱动输出单元10的输出端out1电连接;第三开关管t3的第二极与驱动电路1的参考电位端n1电连接。

其中,第二开关管t2和第三开关管t3可以是双极结型晶体管或mos晶体管。可选的,第二开关管t2为npn三极管,第二开关管t2的控制极ctr2为基极,第二开关管t2的第一极为集电极,第二开关管t2的第二极为发射极。可选的,第三开关管t3为pnp三极管,第三开关管t3的控制极ctr3为基极,第三开关管t3的第一极为发射极,第三开关管t3的第二极为集电极。

示例性的,如图2所示,驱动电路1的信号输出端so1与第二功率开关管q2的门极电连接,第二功率开关管q2为nmos管,第二开关管t2为npn三极管,第三开关管t3为pnp三极管,若第一驱动输出单元10的输入端in1为高电平,则第二开关管t2导通,第三开关管t3关断,第一驱动输出单元10的输出端out1输出高电平,则驱动第二功率开关管q2导通;若第一驱动输出单元10的输入端in1为低电平,则第二开关管t2关断,第三开关管t3导通,第一驱动输出单元10的输出端out1输出低电平,则驱动第二功率开关管q2关断。

可选的,在上述实施例的基础上,继续参见图2,驱动电路1还包括:第一电容c1,其中,第一开关管t1的第一极经第一电容c1与驱动电路1的参考电位端n1电连接。其中,第一电容c1具有滤波作用,以降低驱动电路1的电源端v1输入的电压的波动。

可选的,在上述实施例的基础上,继续参见图2,驱动电路1还包括:第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6和第四开关管t4,其中,驱动电路1的信号输入端si1经第四电阻r4与第四开关管t4的控制极ctr4电连接;第四开关管t4的第一极与第一开关管t1的控制极ctr1电连接;第四开关管t4的第一极经第五电阻r5与第一开关管t1的第一极电连接;第四开关管t4的第二极经第六电阻r6接地。

其中,第四开关管t4可以是双极结型晶体管或mos晶体管。在信号输入端si1输入的高电平或低电平的作用下,控制第四开关管t4导通或关断,进而控制第一开关管t1的控制极ctr1的电平的高低,进而可控制第一开关管t1导通或关断,进而控制第一驱动输出单元10的输入端in1输入的电平的高低,进而控制第一驱动输出单元10的输出端out1输出的电平的高低。

可选的,在上述实施例的基础上,继续参见图2,驱动电路1还包括:第七电阻r7和第二电容c2,其中,第七电阻r7和第二电容c2并联连接的第一端与第一驱动输出单元10的输出端out1电连接,第七电阻r7和第二电容c2并联连接的第二端与驱动电路1的参考电位端n1电连接。第七电阻r7和第二电容c2具有缓冲作用,以降低第一驱动输出单元10的输出端out1输出的电压对开关变换器的开关元件的门极的冲击。

本实用新型实施例提供一种浮地驱动电路。图3为本实用新型实施例提供一种浮地驱动电路的应用场景示意图。该浮地驱动电路2包括:第五开关管t5、第二二极管d2、第八电阻r8、第三二极管d3、自举电容c3和第二驱动输出单元20。

其中,第五开关管t5的控制极ctr5与浮地驱动电路2的信号输入端si2电连接;第二二极管d2的第一极与第五开关管t5的控制极ctr5电连接,第二二极管d2的第二极与第五开关管t5的第二极电连接;第五开关管t5的第二极经第八电阻r8与浮地驱动电路2的参考电位端n2电连接;第五开关管t5的第一极与第三二极管d3的第一极电连接,第三二极管d3的第二极与浮地驱动电路2的电源端v2电连接;第五开关管t5的第一极与自举电容c3的第一端电连接,自举电容c3的第二端与浮地驱动电路2的参考电位端n2电连接;第二驱动输出单元20的输入端in2与第五开关管t5的第二极电连接,第二驱动输出单元20的输出端out2与浮地驱动电路2的信号输出端so2电连接。

其中,该浮地驱动电路2的信号输出端so2用于输出驱动信号至开关变换器中的开关元件,以使开关变换器中的开关元件导通或关断。该浮地驱动电路2可应用于buck降压型开关变换器、半桥直流转直流开关变换器等中。浮地驱动电路2的信号输入端si2可用于接收脉冲宽度调制信号。第五开关管t5可以是双极结型晶体管。可选的,第五开关管t5为pnp三极管,第五开关管t5的控制极ctr5为基极,第五开关管t5的第一极为发射极,第五开关管t5的第二极为集电极。可选的,第二二极管d2的第一极为阴极,第二二极管d2的第二极为阳极。可选的,第三二极管d3的第一极为阴极,第三二极管d3的第二极为阳极。第二二极管d2可为肖特基二极管。第二驱动输出单元20可以是图腾柱式输出结构,可以提高驱动能力。在信号输入端si2输入的高电平或低电平的作用下,控制第五开关管t5的控制极ctr5的电平的高低,进而控制第五开关管t5导通或关断,进而控制第二驱动输出单元20的输入端in2输入的电平的高低,进而控制第二驱动输出单元20的输出端out2输出的电平的高低。

示例性的,如图4所示,桥臂中的第一功率开关管q1的第一极与第二功率开关管q2的第一极电连接;第一功率开关管q1的第二极与低压直流供电端lvdc电连接,第二功率开关管q2的第二极接地。浮地驱动电路2的电源端v2与驱动电路1的电源端v1可连接至同一直流电源。需要说明的是,具有相同标记的电气节点电连接,如n1和n2。驱动电路1可作为下桥驱动电路,浮地驱动电路2可作为上桥驱动电路。驱动电路1的信号输入端si1的信号与浮地驱动电路2的信号输入端si2的信号可为插入死区的互补驱动信号。浮地驱动电路2的信号输出端so2用于产生驱动信号,并输出至上半桥臂的第一功率开关管q1,以控制第一功率开关管q1导通或关断;驱动电路1的信号输出端so1用于产生驱动信号,并输出至下半桥臂的第二功率开关管q2,以控制第二功率开关管q2导通或关断。第一功率开关管q1和第二功率开关管q2不能同时导通。在驱动电路1控制第二功率开关管q2导通时,浮地驱动电路2控制第一功率开关管q1关断,第三二极管d3导通,浮地驱动电路2的电源端v2、第三二极管d3、自举电容c3、第二功率开关管q2至地,形成通路,以使浮地驱动电路2的电源端v2向自举电容c3充电,以便于在第二功率开关管q2关断后,将自举电容c3作为第一功率开关管q1导通所需的以悬浮中间点为参考地的驱动供电。

通过在第五开关管t5的控制极ctr5和第二极之间设置第二二极管d2,以使第五开关管t5的控制极ctr5和第二极之间形成的pn结被第二二极管d2旁路,避免第五开关管t5进入深度饱和状态,从而可以提高第五开关管t5的开关速度,提高浮地驱动电路输出的驱动信号的频率。第五开关管t5与第二二极管d2的工作原理与第一开关管t1和第一二极管d1的工作原理相同或类似,此处不再赘述。

本实施例的技术方案中,浮地驱动电路包括:第五开关管、第二二极管、第八电阻、第三二极管、自举电容和第二驱动输出单元,其中,第五开关管的控制极与浮地驱动电路的信号输入端电连接;第二二极管的第一极与第五开关管的控制极电连接,第二二极管的第二极与第五开关管的第二极电连接;第五开关管的第二极经第八电阻与浮地驱动电路的参考电位端电连接;第五开关管的第一极与第三二极管的第一极电连接,第三二极管的第二极与浮地驱动电路的电源端电连接;第五开关管的第一极与自举电容的第一端电连接,自举电容的第二端与浮地驱动电路的参考电位端电连接;第二驱动输出单元的输入端与第五开关管的第二极电连接,第二驱动输出单元的输出端与浮地驱动电路的信号输出端电连接。通过在第五开关管的控制极和第二极之间设置第二二极管,以使第五开关管的控制极和第二极之间形成的pn结被第二二极管旁路,避免第五开关管进入深度饱和状态,从而可以提高第五开关管的开关速度,提高浮地驱动电路输出的驱动信号的频率。

可选的,在上述实施例的基础上,图4为本实用新型实施例提供又一种浮地驱动电路的应用场景示意图,浮地驱动电路2还包括:限流电阻r9,其中,第五开关管t5的第一极与限流电阻r9的第一端电连接,限流电阻r9的第二端与自举电容c3的第一端电连接。

其中,在驱动电路1控制第二功率开关管q2导通时,浮地驱动电路2控制第一功率开关管q1关断,第三二极管d3导通,浮地驱动电路2的电源端v2、第三二极管d3、限流电阻r9、自举电容c3、第二功率开关管q2至地,形成通路,以使浮地驱动电路2的电源端v2向自举电容c3充电。限流电阻r9可以降低第三二极管d3和自举电容c3上的电流应力。

可选的,在上述实施例的基础上,图5为本实用新型实施例提供又一种浮地驱动电路的应用场景示意图,浮地驱动电路2还包括:限流电阻r9,其中,第五开关管t5的第一极经限流电阻r9与第三二极管d3的第一极电连接。

其中,在浮地驱动电路2的电源端v2向自举电容c3充电时,限流电阻r9可以降低第三二极管d3和自举电容c3上的电流应力。

可选的,在上述实施例的基础上,图6为本实用新型实施例提供又一种浮地驱动电路的应用场景示意图,浮地驱动电路2还包括:限流电阻r9,其中,第三二极管d3的第二极经限流电阻r9与浮地驱动电路2的电源端v2电连接。

其中,在浮地驱动电路2的电源端v2向自举电容c3充电时,限流电阻r9可以降低第三二极管d3和自举电容c3上的电流应力。

可选的,在上述实施例的基础上,继续参见图4,浮地驱动电路2还包括:第十电阻r10,浮地驱动电路2的参考电位端n2经第十电阻r10接地。

可选的,在上述实施例的基础上,继续参见图4,第二驱动输出单元20包括第六开关管t6、第七开关管t7、第十一电阻r11和第十二电阻r12,其中,第六开关管t6的控制极ctr6,以及第七开关管t7的控制极ctr7均与第二驱动输出单元20的输入端in2电连接;第六开关管t6的第一极与第五开关管t5的第一极电连接;第六开关管t6的第二极经第十一电阻r11与第二驱动输出单元20的输出端out2电连接;第七开关管t7的第一极经第十二电阻r12与第二驱动输出单元20的输出端out2电连接;第七开关管t7的第二极与浮地驱动电路2的参考电位端n2电连接。

其中,第六开关管t6、第七开关管t7可以是双极结型晶体管或mos晶体管。可选的,第六开关管t6为npn三极管,第六开关管t6的控制极ctr6为基极,第六开关管t6的第一极为集电极,第六开关管t6的第二极为发射极。可选的,第七开关管t7为pnp三极管,第七开关管t7的控制极ctr7为基极,第七开关管t7的第一极为发射极,第七开关管t7的第二极为集电极。第二驱动输出单元20的工作原理与第一驱动输出单元10的工作原理相同或类似,此处不再赘述。

需要说明是,将限流电阻r9设置在图4至图6所示的位置,相比于将限流电阻设置于自举电容c3的第一端与第六开关管t6的第一极之间,或者,设置于自举电容c3的第二端与浮地驱动电路2的参考电位端n2之间,可以避免在驱动电路1控制第二功率开关管q2关断时,浮地驱动电路2需要控制第一功率开关管q1导通时,限流电阻会影响自举电容c3经第六开关管t6和第十一电阻r11向开关变换器的开关元件的门极充电的电流的情况发生。

可选的,在上述实施例的基础上,继续参见图4,浮地驱动电路2还包括:第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15和第八开关管t8,其中,浮地驱动电路2的信号输入端si2经第十三电阻r13与第八开关管t8的控制极ctr8电连接;第八开关管t8的第一极与第五开关管t5的控制极ctr5电连接;第八开关管t8的第一极经第十四电阻r14与第五开关管t5的第一极电连接;第八开关管t8的第二极经第十五电阻r15接地。

其中,第八开关管t8可以是双极结型晶体管或mos晶体管。在信号输入端si2输入的高电平或低电平的作用下,控制第八开关管t8导通或关断,进而控制第五开关管t5的控制极ctr5的电平的高低,进而控制第五开关管t5导通或关断,进而控制第二驱动输出单元20的输入端in2输入的电平的高低,进而控制第二驱动输出单元20的输出端out2输出的电平的高低。

可选的,在上述实施例的基础上,继续参见图4,浮地驱动电路2还包括:第十六电阻r16和第四电容c4,其中,第十六电阻r16和第四电容c4并联连接的第一端与第二驱动输出单元20的输出端out2电连接,第十六电阻r16和第四电容c4并联连接的第二端与浮地驱动电路2的参考电位端n2电连接。第十六电阻r16和第四电容c4具有缓冲作用,以降低第二驱动输出单元20的输出端out2输出的电压对开关变换器的开关元件的门极的冲击。

示例性的,如图4所示,上桥驱动开通阶段:当浮地驱动电路2的信号输入端si2变为高电平时,第八开关管t8导通,第八开关管t8工作于放大区,随之,第五开关管t5导通,第五开关管t5工作于放大区,自举电容c3上的电压经过限流电阻r9,第五开关管t5加载到第八电阻r8上,而第三二极管d3处于反向截止状态。第六开关管t6导通,自举电容c3上的电压经过第六开关管t6,第十一电阻r11,第十六电阻r16,第四电容c4加载到第一功率开关管q1的门极电容上,使得第一功率开关管q1导通。特别地,第二二极管d2用于防止第五开关管t5进入深度饱和区,从而提高了开关速度。上桥驱动关断阶段:当浮地驱动电路2的信号输入端si2变为低电平时,第八开关管t8截止,相应地,第五开关管t5截止,第六开关管t6截止,而第七开关管t7导通,第一功率开关管q1的门极电容通过第十六电阻r16,以及第十二电阻r12,第七开关管t7,第八电阻r8组成的放电路径放电,直至第一功率开关管q1关闭。下桥驱动开通阶段:当驱动电路1的信号输入端si1变为高电平时,第四开关管t4导通,第四开关管t4工作于放大区,随之,第一开关管t1导通,第一开关管t1工作于放大区,电源端v1的电压(典型地,为13.5v)经过第一开关管t1加载到第一电阻r1上,第二开关管t2导通,电源端v1的电压经过第二开关管t2,第二电阻r2,第七电阻r7,第二电容c2加载到第二功率开关管q2的门极电容上,使得第二功率开关管q2导通。当第二功率开关管q2导通后,电源端v2的电压经由第三二极管d3和限流电阻r9给上桥驱动用自举电容c3充电,使得自举电容c3的电量得到补给,从而为下次第一功率开关管q1开通做好准备。下桥驱动关断阶段:当驱动电路1的信号输入端si1变为低电平时,第四开关管t4截止,相应地,第一开关管t1截止,第二开关管t2截止,而第二开关管t3导通,第二功率开关管q2的门极电容通过第七电阻r7,以及第三电阻r3,第三开关管t3,第一电阻r1组成的放电路径放电,直至第二功率开关管q2关闭。

本实用新型实施例提供一种半桥驱动装置。在上述实施例的基础上,继续参见图3至图6,该半桥驱动装置包括:下桥驱动模块和上桥驱动模块。其中,下桥驱动模块包括本实用新型任意实施例提供的驱动电路1,下桥驱动模块的驱动电路1的参考电位端n1接地;上桥驱动模块包括本实用新型任意实施例提供的浮地驱动电路2。

本实用新型实施例提供的半桥驱动装置包括上述实施例中的驱动电路和浮地驱动电路,因此本实用新型实施例提供的半桥驱动装置也具备上述实施例中所描述的有益效果,此处不再赘述。

本实用新型实施例提供一种开关变换器。图7为本实用新型实施例提供的一种开关变换器的结构示意图。在上述实施例的基础上,该开关变换器包括:至少一个桥臂200和至少一个本实用新型任意实施例提供的半桥驱动装置100,桥臂200与半桥驱动装置100一一对应设置。

任一桥臂包括第一功率开关管q1和第二功率开关管q2,第一功率开关管q1的第一极与第二功率开关管q2的第一极电连接;第二功率开关管q2的第二极接地。

任一半桥驱动装置100中,下桥驱动模块的驱动电路1的信号输出端so1与对应的桥臂中的第二功率开关管q2的控制极ctr10电连接;上桥驱动模块的浮地驱动电路2的信号输出端so2与对应的桥臂中的第一功率开关管q1的控制极ctr9电连接,上桥驱动模块的浮地驱动电路2的参考电位端n2与对应的桥臂中的第一功率开关管q1的第一极电连接。

其中,开关变换器可包括多个桥臂200和多个半桥驱动装置100。开关变换器可设置于电机控制器等设备中。开关变换器可包括下述至少一种:直流转直流开关变换器、直流转交流开关变换器和交流转直流开关变换器,例如可以是逆变器、整流器、直流升降压变换器。图7示例性的画出开关变换器为单相逆变器的情况,两个桥臂200并联后的两端与直流电源电连接,两个桥臂200的中点与负载电连接,两个桥臂200的中点之间输出的电压可为交流电压。本实用新型实施例提供的开关变换器包括上述实施例中的半桥驱动装置,因此本实用新型实施例提供的开关变换器也具备上述实施例中所描述的有益效果,此处不再赘述。

注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

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