自举驱动电路、电机控制器、压缩机及车辆的制作方法

本发明涉及驱动控制，尤其涉及一种自举驱动电路、电机控制器、压缩机及车辆。

背景技术：

1、以sic(silicon carbide，碳化硅)为代表的第三代半导体，因其具备更高的开关频率，更高的耐压耐温性能，以及相同性能下比传统的si(silicon，硅)器件具备更小的体积，在电动汽车等领域具有广阔的应用前景。

2、为了驱动功率器件可靠关断，以sic为代表的功率器件一般都需要负压来确保其可靠关断。以三相桥式逆变电路为例，传统的驱动方案需要4路相互隔离的驱动电源，若再加上负压驱动，需要另外4路相互隔离的驱动电源，导致驱动电源过多，体积大，成本高。

3、相关技术中，利用齐纳二极管形成负压，这样可以减少4路驱动电源，但仍需要4路相互隔离的驱动电源；或者，采用自举电路，这样可以仅用1路驱动电源，但自举电路仅下管可以利用齐纳二极管形成负压，上管的负压仍需增加3路(共计4路)相互隔离的驱动电源。以上负压产生方式的弊端在于外围电路器件较多，成本较高。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种自举驱动电路，该电路能够在功率器件开通时提供正向驱动电压，在关断时提供负向关断电压，实现了单一电路对功率器件的正负压驱动，适用于需要采用负压驱动的功率器件，并且电路结构简单，有助于低成本和小型化。

2、本发明的第二个目的在于提出一种电机控制器。

3、本发明的第三个目的在于提出一种压缩机。

4、本发明的第四个目的在于提出一种车辆。

5、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种自举驱动电路，包括负压产生单元和驱动单元，其中，负压产生单元包括自举电容，驱动单元用于在下桥开关管导通时为负压产生单元建立充电路径，负压产生单元根据充电路径对自举电容进行充电，并在下桥开关管关断时对自举电容进行放电，以分别向驱动单元提供正向驱动电压和负向关断电压，驱动单元还用于根据正向驱动电压或负向关断电压驱动上桥开关管导通或关断。

6、根据本发明实施例的自举驱动电路，通过驱动单元在下桥开关管导通时为负压产生单元建立充电路径，使得负压产生单元根据充电路径对自举电容进行充电，并在下桥开关管关断时对自举电容进行放电，以分别向驱动单元提供正向驱动电压和负向关断电压，驱动单元根据正向驱动电压或负向关断电压驱动上桥开关管导通或关断，可实现通过一路驱动电路即可实现在功率器件开通时提供正向驱动电压，在关断时提供负向关断电压，适用于需要采用负压驱动的功率器件，并且电路结构简单，实现了减少电路元件，降低生产成本，促进电路小型化的技术效果。

7、根据本发明的一个实施例，驱动单元包括驱动芯片，驱动芯片的正向电源管脚与负压产生单元的正向驱动电压提供端相连，驱动芯片的负向电源管脚与负压产生单元的负向驱动电压提供端相连，驱动芯片的参考地管脚与负压产生单元的中性点相连，且与上桥开关管与下桥开关管之间的节点相连，驱动芯片在下桥开关管导通时通过参考地管脚将负压产生单元的中性点连接到地，以为负压产生单元建立充电路径。

8、根据本发明的一个实施例，负压产生单元还包括：驱动电源，驱动电源的负极端接地；自举二极管，自举二极管的阳极与驱动电源的正极端相连；自举电阻，自举电阻的一端与自举二极管的阴极相连，自举电阻的另一端与自举电容的正极端相连且具有第一节点，自举电容的负极端作为负压产生单元的负向驱动电压提供端，第一节点作为负压产生单元的正向驱动电压提供端；第一电阻，第一电阻的一端与第一节点相连；第一稳压管，第一稳压管的阳极与自举电容的负极端相连，第一稳压管的阴极与第一电阻的另一端相连且具有第二节点，第二节点作为负压产生单元的中性点。

9、根据本发明的一个实施例，第一稳压管的正向导通压降小于等于预设电压阈值。

10、根据本发明的一个实施例，负压产生单元还包括第一电容、第二电容和第二电阻中的至少一个，其中，第一电容与第一电阻并联；第二电阻的一端与第二节点相连，第二电阻的另一端与自举电容的负极端相连；第二电容与第二电阻并联。

11、根据本发明的一个实施例，驱动单元还包括：第三电阻，第三电阻的一端与驱动芯片的输出管脚相连，第三电阻的另一端连接到上桥开关管的控制端；第二稳压管，第二稳压管的阳极与驱动芯片的参考地管脚相连，第二稳压管的阴极与第三电阻的另一端相连。

12、根据本发明的一个实施例，上桥开关管和下桥开关管均为碳化硅功率器件。

13、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电机控制器，包括：逆变电路，逆变电路包括上桥开关管和下桥开关管；前述的自举驱动电路，自举驱动电路用于驱动上桥开关管的导通或关断。

14、根据本发明实施例的电机控制器，通过前述的自举驱动电路，可实现通过一路驱动电路即可实现在功率器件开通时提供正向驱动电压，在关断时提供负向关断电压，并且电路结构简单，实现了减少电路元件，降低生产成本，促进电路小型化的技术效果，有利于电机控制器的小型化和低成本。

15、根据本发明的一个实施例，逆变电路为三相桥式逆变电路、单相全桥逆变电路或者单相半桥逆变电路。

16、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种压缩机，包括：电机；前述的电机控制器，电机控制器用于驱动电机运行。

17、根据本发明实施例的压缩机，通过前述的电机控制器，可实现通过一路驱动电路即可实现在功率器件开通时提供正向驱动电压，在关断时提供负向关断电压，并且电路结构简单，实现了减少电路元件，降低生产成本，促进电路小型化的技术效果，有利于电机控制器的小型化和低成本，进而有助于压缩机的小型化和低成本。

18、为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种车辆，包括前述的压缩机。

19、根据本发明实施例的车辆，通过前述的压缩机，可实现通过一路驱动电路即可实现在功率器件开通时提供正向驱动电压，在关断时提供负向关断电压，并且电路结构简单，实现了减少电路元件，降低生产成本，促进电路小型化的技术效果，有利于压缩机的小型化和低成本，进而有助于车辆中动力系统的小型化和低成本。

20、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种自举驱动电路，其特征在于，包括负压产生单元和驱动单元，其中，所述负压产生单元包括自举电容，所述驱动单元用于在下桥开关管导通时为所述负压产生单元建立充电路径，所述负压产生单元根据所述充电路径对所述自举电容进行充电，并在所述下桥开关管关断时对所述自举电容进行放电，以分别向所述驱动单元提供正向驱动电压和负向关断电压，所述驱动单元还用于根据所述正向驱动电压或所述负向关断电压驱动上桥开关管导通或关断。

2.根据权利要求1所述的自举驱动电路，其特征在于，所述驱动单元包括驱动芯片，所述驱动芯片的正向电源管脚与所述负压产生单元的正向驱动电压提供端相连，所述驱动芯片的负向电源管脚与所述负压产生单元的负向驱动电压提供端相连，所述驱动芯片的参考地管脚与所述负压产生单元的中性点相连，且与所述上桥开关管与所述下桥开关管之间的节点相连，所述驱动芯片在所述下桥开关管导通时通过所述参考地管脚将所述负压产生单元的中性点连接到地，以为所述负压产生单元建立所述充电路径。

3.根据权利要求2所述的自举驱动电路，其特征在于，所述负压产生单元还包括：

4.根据权利要求3所述的自举驱动电路，其特征在于，所述第一稳压管的正向导通压降小于等于预设电压阈值。

5.根据权利要求3所述的自举驱动电路，其特征在于，所述负压产生单元还包括第一电容、第二电容和所述第二电阻中的至少一个，其中，

6.根据权利要求2所述的自举驱动电路，其特征在于，所述驱动单元还包括：

7.根据权利要求1-6中任一项所述的自举驱动电路，其特征在于，所述上桥开关管和所述下桥开关管均为碳化硅功率器件。

8.一种电机控制器，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的电机控制器，其特征在于，所述逆变电路为三相桥式逆变电路、单相全桥逆变电路或者单相半桥逆变电路。

10.一种压缩机，其特征在于，包括：

11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求10所述的压缩机。

技术总结
本发明公开了一种自举驱动电路、电机控制器、压缩机及车辆，自举驱动电路包括：负压产生单元和驱动单元，负压产生单元包括自举电容，驱动单元用于在下桥开关管导通时为负压产生单元建立充电路径，负压产生单元根据充电路径对自举电容进行充电，并在下桥开关管关断时对自举电容进行放电，以分别向驱动单元提供正向驱动电压和负向关断电压，驱动单元还用于根据正向驱动电压或负向关断电压驱动上桥开关管导通或关断。该电路能够在功率器件开通时提供正向驱动电压，在关断时提供负向关断电压，实现了单一电路对功率器件的正负压驱动，适用于需要采用负压驱动的功率器件，并且电路结构简单，有助于低成本和小型化。

技术研发人员：石宏康,秦飞祥
受保护的技术使用者：安徽威灵汽车部件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15