[實用新型]一種超高速驅動模塊電路

有效

• 申請號: 201520080514.2
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN204376865U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 金建輝;陳歡;王瀟;盧誠
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型涉及一種超高速驅動模塊電路，屬于中大功率電力電子器件的高速驅動技術領域。

背景技術

隨著電力電子技術的應用范圍不斷擴大和新型大功率高速開關器件(如碳化硅高速場效應管等)的問世，使主回路斬波頻率高達8～10MHz以上的新產品開發成為可能，然而，在目前的市場產品中，能與之相配套的超高速驅動模塊產品卻沒有跟上，因此，研發能符合要求的超高速驅動模塊成為必然。

然而，理論分析和開發經驗均告訴我們，此類超高速驅動模塊的傳輸延遲時間及脈沖沿的上升下降時間均在10ns以內而瞬時傳輸功率又在100W左右，因此無論是電路原理設計還是元件布局和走線工藝的設計，均需采用線性高頻功率電子電路的設計方法和制作工藝才行，否則，成功的可能性很小！縱觀本實用新型的研發過程亦證明了這個觀點的正確性。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種超高速驅動模塊電路。以用于解決：從電路原理上確立一種既能保證所研發的驅動模塊具有2000V以上隔離電壓同時又具有小于5nS的脈沖上升下降沿及大于10K歐姆輸入阻抗的輸入電路方式。

本實用新型的技術方案是：一種超高速驅動模塊電路，由輸入隔離電路I、脈沖放大電路A、輸出電路O、負偏壓電路N和三路輸出直流電源電路S共五個單元電路組成；其中輸入隔離電路I的輸入端Vi與驅動脈沖源相連，輸入隔離電路I的輸出端與脈沖放大電路A的輸入端相連，脈沖放大電路A的輸出端與輸出電路O的輸入端相連，負偏壓電路N的負壓輸出端與輸出電路的鉗位端相連接；電源電路S的+Vaa電壓輸出端接輸出電路的上管V3的集電極，電源電路S的+Vcc電壓輸出端為輸入隔離電路I和脈沖放大電路A的供電電源，電容C4、電容C5對+Vcc進行退耦濾波，其中電容C4電解電容主要是濾波作用，電容C5瓷片電容主要是退耦作用，在高頻時保證輸入隔離電路I、脈沖放大電路A的能量供給，電源電路S的-Vee電壓輸出端為負偏壓電路N的供電電源。

所述輸入隔離電路I由集成芯片Si8610、電阻R10、電容C8、穩壓二極管DW2共同組成；其中電阻R10的上端接+VCC電源，電阻R10的下端與電容C8、穩壓二極管DW2并聯后的上端及集成芯片Si8610的副邊電源端相連，電容C8、穩壓二極管DW2并聯后的下端接地；集成芯片SI8610的輸入端Vi與輸入驅動脈沖源相連，集成芯片Si8610的輸出端接三極管V1的基極。

所述脈沖放大電路A由三極管V1、三極管V2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C1、電容C2共同組成；其中電阻R1、電阻R2串聯后的下端接到三極管V1的集電極而上端接+VCC電源，中間點接三極管V2的基極；電阻R3、電容C2并聯后的上端接到三極管V1的發射極而下端接地；電容C1、電阻R4并聯后的下端接到三極管V2的發射極而上端接+VCC電源；電阻R5的上端與三極管V2的集電極以及三極管V3、三極管V4的基極相連接而下端接地。

所述輸出電路O由三極管V3、三極管V4、三極管V5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C3、二極管D1、二極管D2共同組成；其中三極管V3、三極管V4的發射級相連并與三極管V5的集電極相連接，該連接點即為整個模塊的輸出端；三極管V3的集電極接+Vaa電源；三極管V4的集電極接電阻R6的上端后再接電容C3、電阻R7并聯后的左端，電阻R6的下端接地，電容C3、電阻R7并聯后的右端接二極管D1、二極管D2的陽極，二極管D1的陰極接三極管V5的集電極，二極管D2的陰極接三極管V5的基極，三極管V5的發射極與電阻R9的左端、電阻R8、電容C6、電容C7的下端以及三極管V6的發射極相連，電阻R8的上端與二極管D2的陰極和三極管V5的基極同時相連。

所述負偏壓電路N由穩壓二極管DW1、三極管V6、電容C6、電容C7、電阻R9共同組成；其中電容C6、電容C7的上端及三極管V6的集電極和穩壓二極管DW1的陰極同時接地，穩壓二極管DW1陽極與三極管V6的基極相連，電阻R9的右端接-Vee電源。

本實用新型的工作原理是：