一种磁隔离驱动电路、驱动装置及驱动方法与流程

本申请属于信号驱动的，涉及一种驱动电路，特别是涉及一种磁隔离驱动电路、驱动装置及驱动方法。

背景技术：

1、pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)控制技术在新能源行业应用非常广泛，其中包含dc/dc变换器、电机驱动器、充电桩等。随着新能源产业的发展，功能模块的增多和对系统稳定性要求的提高。pwm信号在由控制器传输至功率元件的过程中，对于信号的传输精度以及抗干扰能力提出了进一步的要求。

2、dc/dc变换器中的辅助电源，通过双端反激电路将母线的高压转换成其他模块需要的低压电源。控制芯片通过磁隔离驱动电路，将pwm波传送至mos(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)管的栅极来控制mos管的通断。因为控制芯片的地与mos管的地不是等电位，所以驱动信号的前后级需要进行电气隔离。现在常用的隔离方式有光隔离、容隔离、磁隔离三种方式。

3、在现有的隔离方式中，光隔离有传输延时长、速度较慢、使用寿命短等问题。容隔离不能分离噪声和信号，导致低频传输效果差。磁隔离则有易受电磁干扰等问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种磁隔离驱动电路、驱动装置及驱动方法，用于解决磁隔离驱动电路上电时电磁干扰及浪涌的问题。

2、第一方面，本申请提供一种磁隔离驱动电路，所述电路包括：推挽模块，被配置为接收驱动芯片输出的驱动信号；磁隔离模块，与所述推挽模块连接，被配置为对所述驱动信号进行电气隔离；直流分量隔离模块，分别与所述推挽模块和所述磁隔离模块连接，被配置为隔离所述驱动信号中的直流分量；能量泄放模块，分别与所述推挽模块和所述磁隔离模块连接，被配置为泄放所述磁隔离模块的原边能量；预充电模块，分别与所述推挽模块和所述直流分量隔离模块连接，被配置为所述电路上电时对所述直流分量隔离模块进行充电。

3、在第一方面的一种实现方式中，所述预充电模块包括：预充电电阻、稳压二极管和钳位二极管；所述预充电电阻的一端与电源连接，另一端与所述直流分量隔离模块的一端连接，被配置为对所在支路限流以及防止所述直流分量隔离模块过充；所述钳位二极管的一端与电源连接，另一端与所述稳压二极管的一端连接，被配置为防止所述直流分量隔离模块充电时电压过高；所述稳压二极管的另一端与所述直流分量隔离模块的另一端连接，被配置为稳定所述直流分量隔离模块两端的电压。

4、在第一方面的一种实现方式中，所述钳位二极管和所述稳压二极管的连接点作为使能信号输出端，被配置为所述直流分量隔离模块充满电后输出使能信号，以使所述电路根据所述使能信号开启驱动工作。

5、在第一方面的一种实现方式中，所述推挽模块包括：第一三极管、第二三极管和第一限流电阻；所述第一三极管的集电极与电源连接，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极与所述第一限流电阻的一端连接，所述第一限流电阻的另一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极与地连接；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的基极连接点接收所述驱动芯片输出的驱动信号。

6、在第一方面的一种实现方式中，所述磁隔离模块包括：脉冲变压器；所述脉冲变压器的原边第一端与所述直流分量隔离模块、所述能量泄放模块连接，原边第二端与所述推挽模块连接；所述脉冲变压器的副边第一端和第二端输出第一驱动管的驱动信号，所述脉冲变压器的副边第三端和第四端输出第二驱动管的驱动信号。

7、在第一方面的一种实现方式中，所述直流分量隔离模块包括：隔直电容；所述能量泄放模块包括：泄放二极管；所述隔直电容的一端与所述泄放二极管的阴极、所述推挽模块连接，所述隔直电容的另一端与所述泄放二极管的阳极、所述脉冲变压器的原边第一端连接。

8、在第一方面的一种实现方式中，所述电路还包括：电源滤波模块；所述电源滤波模块的一端与所述第一三极管的集电极连接，另一端与地连接，被配置为滤除电源杂波，保持电源稳定。

9、在第一方面的一种实现方式中，所述电路还包括：第二限流电阻；所述第二限流电阻的一端被配置为接收驱动芯片输出的驱动信号，另一端与所述推挽模块连接。

10、第二方面，本申请提供一种磁隔离驱动装置，所述装置包括：所述的电路和驱动芯片；所述驱动芯片与所述电路连接，被配置为输出驱动信号至所述电路。

11、第三方面，本申请提供一种磁隔离驱动方法，应用于一种磁隔离驱动装置，所述装置包括：磁隔离驱动电路和驱动芯片；所述驱动芯片与所述电路连接，被配置为输出驱动信号至所述电路；所述电路包括：推挽模块，被配置为接收驱动芯片输出的驱动信号；磁隔离模块，与所述推挽模块连接，被配置为对所述驱动信号进行电气隔离；直流分量隔离模块，分别与所述推挽模块和所述磁隔离模块连接，被配置为隔离所述驱动信号中的直流分量；能量泄放模块，分别与所述推挽模块和所述磁隔离模块连接，被配置为泄放所述磁隔离模块的原边能量；预充电模块，分别与所述推挽模块和所述直流分量隔离模块连接，被配置为所述电路上电时对所述直流分量隔离模块进行充电；所述方法包括：在所述电路上电后，通过预充电模块对所述直流分量隔离模块进行充电；响应于所述直流分量隔离模块充满电，令所述预充电模块的使能信号输出端输出使能信号；根据所述使能信号向所述驱动芯片发送软启动信号，令所述驱动芯片输出驱动信号；通过所述推挽模块接收所述驱动信号；利用所述磁隔离模块对所述驱动信号进行电气隔离；在驱动过程中通过所述直流分量隔离模块隔离所述驱动信号中的直流分量以及通过所述能量泄放模块泄放所述磁隔离模块的原边能量。

12、如上所述，本申请所述的磁隔离驱动电路、驱动装置及驱动方法，具有以下有益效果：

13、本申请为了抑制驱动信号中的直流分量以及直流分量导致的磁饱和问题，在驱动电路中增加隔直电容进行处理。进一步地，针对隔离电容带来的上电时浪涌电流较大，emi(electromagnetic interference，电磁干扰)等问题，无需增加磁芯体积，导致成本变高，而是利用预充电电阻对隔直电容进行充电，稳压二极管稳定隔直电容的充电电压，电容电压过充时，会通过钳位的二极管钳位至vcc电压。当电容充满电后，系统会接收到使能信号，进而给定软驱动信号，驱动芯片开始工作。本申请实现了一种可以抑制上电时浪涌电流大的磁隔离驱动电路，既解决了重复上电时，预充电电路因隔直电容状态不明确导致的抑制浪涌效果差的问题，并降低了上电浪涌过大的问题，使磁隔离驱动电路的稳定性更高。同时也减小了驱动变压器的磁芯体积，降低了成本。

技术特征：

1.一种磁隔离驱动电路，其特征在于，所述电路包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述预充电模块包括：预充电电阻、稳压二极管和钳位二极管；

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述推挽模块包括：第一三极管、第二三极管和第一限流电阻；

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述磁隔离模块包括：脉冲变压器；

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述直流分量隔离模块包括：隔直电容；所述能量泄放模块包括：泄放二极管；

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：电源滤波模块；

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：第二限流电阻；

9.一种磁隔离驱动装置，其特征在于，所述装置包括：如权利要求1-8任一项所述的电路和驱动芯片；

10.一种磁隔离驱动方法，其特征在于，应用于一种磁隔离驱动装置，所述装置包括：磁隔离驱动电路和驱动芯片；所述驱动芯片与所述电路连接，被配置为输出驱动信号至所述电路；所述电路包括：推挽模块，被配置为接收驱动芯片输出的驱动信号；磁隔离模块，与所述推挽模块连接，被配置为对所述驱动信号进行电气隔离；直流分量隔离模块，分别与所述推挽模块和所述磁隔离模块连接，被配置为隔离所述驱动信号中的直流分量；能量泄放模块，分别与所述推挽模块和所述磁隔离模块连接，被配置为泄放所述磁隔离模块的原边能量；预充电模块，分别与所述推挽模块和所述直流分量隔离模块连接，被配置为所述电路上电时对所述直流分量隔离模块进行充电；所述方法包括：

技术总结
本申请提供一种磁隔离驱动电路、驱动装置及驱动方法，所述电路包括：推挽模块，被配置为接收驱动芯片输出的驱动信号；磁隔离模块，与所述推挽模块连接，被配置为对所述驱动信号进行电气隔离；直流分量隔离模块，分别与所述推挽模块和所述磁隔离模块连接，被配置为隔离所述驱动信号中的直流分量；能量泄放模块，分别与所述推挽模块和所述磁隔离模块连接，被配置为泄放所述磁隔离模块的原边能量；预充电模块，分别与所述推挽模块和所述直流分量隔离模块连接，被配置为所述电路上电时对所述直流分量隔离模块进行充电。本申请提供了一种可以抑制上电时浪涌电流大的磁隔离驱动电路。

技术研发人员：乔理峰,石悦
受保护的技术使用者：上海儒竞智控技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17