[實用新型]用于驅動逆變功率模塊的PWM接口電路

有效

• 申請號: 201220224856.3
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN202634258U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 高振天;郭立新;馬子彥;胡揚超;邵剛;李雪;閆娟
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一三研究所
• 主分類號: H02M1/092
• 分類號: H02M1/092
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉;李想

技術領域

本實用新型涉及一種驅動逆變功率模塊工作的PWM接口電路。

背景技術

隨著功率半導體器件的飛速發展，逆變功率模塊被廣泛地應用在電機驅動控制領域，起著弱電控制強電的橋梁作用。在電機調速系統中，調壓調速是最常用的調速方式，它主要是通過改變加在電機電樞繞組兩端的電壓來改變電機的轉速，采取的調節方式通常是PWM調節方式，它是一種根據能量沖量等效原理，通過將固定不變的系統電壓斬成占空比可變的PWM波，通過改變占空比來改變電機電樞兩端的平均電壓的電壓調節方式。

硬件實現上，微處理器輸出占空比可調的PWM信號，控制逆變功率模塊內部的功率管的導通與關斷，不同的占空比導致功率管導通的時間不一樣，使得加在電機繞組兩端的平均電壓不同，從而實現調速。在此過程中，同一相的上下橋臂不能同時導通(即上下橋臂的PWM驅動信號不能同時有效)，否則會燒毀逆變功率模塊。然而，很多逆變功率模塊沒有上下橋臂互鎖電路，通常的做法是在微處理器軟件程序設計中，同相橋臂采用互補對稱的PWM波形進行控制，并且增加死區延時，這樣可以有效避免同相橋臂功率管開關瞬間產生的導通現象。然而，一旦系統程序故障或PWM輸出故障時，有可能出現PWM驅動信號同時有效的情況，從而導致上下橋臂直通，會有燒毀逆變功率模塊的危險。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種用于驅動逆變功率模塊的PWM接口電路，以硬件的方式避免了上述現象的發生，降低器件損壞的風險，并且該電路結構簡單、實現方便。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種用于驅動逆變功率模塊的PWM接口電路，從微處理器輸出的一對互補對稱的脈寬調制信號經過限流電阻限流后，被分別送入光電隔離器Ⅰ和光電隔離器Ⅱ，所述光電隔離器Ⅰ的發射二極管Ⅰ的陽極與光電隔離器Ⅱ的發射二極管Ⅱ的陰極相連；同時，光電隔離器Ⅰ的發射二極管Ⅰ的陰極與光電隔離器Ⅱ的發射二極管的陽極Ⅱ相連。

所述光電隔離器Ⅰ和光電隔離器Ⅱ的輸出端均連接有上拉電阻和濾波電容。

所述的光電隔離器Ⅰ和光電隔離器Ⅱ采用集電極開路輸出，8只引腳雙列封裝的封裝形式。

采用上述技術方案的本實用新型，具有以下優點：

(1)利用PWM信號自身特性，巧妙地實現同相橋臂的互鎖，以硬件的方式很好地預防了橋臂直通現象的發生；

(2)外圍器件少，結構簡單，成本低，可靠性高。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種用于驅動逆變功率模塊的PWM接口電路是指：從微處理器輸出的一對互補對稱的脈寬調制信號，即PWM_UH和PWM_UL信號，其中PWM_UH信號通過限流電阻R1與光電隔離器ⅠU1的發射二極管Ⅰ的陽極相連，PWM_UL信號通過限流電阻R4與光電隔離器ⅡU2的發射二極管Ⅱ的陽極相連。且光電隔離器ⅠU1的發射二極管Ⅰ的陽極與光電隔離器ⅡU2的發射二極管Ⅱ的陰極相連；同時，光電隔離器ⅠU1的發射二極管Ⅰ的陰極與光電隔離器ⅡU2的發射二極管的陽極Ⅱ相連，從而實現對輸入PWM信號互鎖的目的。

一般情況下，光電隔離器ⅠU1和光電隔離器ⅡU2的輸出端均連接有上拉電阻R3，R5和濾波電容C1，C2，C3，C4。在本實用新型中，兩個光電隔離器郡具有極短的寄生延時，電氣隔離效果好，集電極開路輸出，8只引腳雙列封裝。凡是在此基礎上的延伸和變換都應視為本專利的保護范圍。

本實用新型的工作原理是：

當PWM信號正常，即PWM_UH和PWM_UL是互補對稱的。

當組合(PWM_UH，PWM_UL)=(1，0)時，光電隔離器ⅠU1的發射二極管ⅠA、C端存在正向的壓降，在限流電阻R1、光電隔離器ⅠU1的發射二極管中有電流流過，方向為PWM_UH端為＋、PWM_UL端為－，此時，光電隔離器ⅠU1的輸出U_H被接地，驅動逆變功率模塊的U相上橋臂功率管導通。而光電隔離器ⅡU2的發射二極管ⅡA、C端存在負向的壓降，所以光電隔離器ⅡU2的輸出U_L被拉高，逆變功率模塊的U相下橋臂功率管不會導通。