[實(shí)用新型]半橋驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520857145.3
• 申請(qǐng)日: 2015-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN205051676U
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱袁正;支強(qiáng);高金東;張惠國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫新潔能股份有限公司
• 主分類號(hào): H03K19/0944
• 分類號(hào): H03K19/0944;H02M1/08
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電路結(jié)構(gòu)，尤其是一種半橋驅(qū)動(dòng)電路，屬于半橋驅(qū)動(dòng)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）作為大功率開關(guān)及高速開關(guān)器件，在電力電子技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，特別是電機(jī)控制領(lǐng)域。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，場(chǎng)效應(yīng)晶體管經(jīng)常用來組成半橋電路，其中半橋電路中的上半橋晶體管漏極與母線電源連接，上板橋晶體管的源極與下半橋晶體管的漏極相連，下半橋晶體管的源極與功率地相連，半橋電路的輸出端由上半橋晶體管的源極端與下半橋晶體管漏極端連接后形成。一般地，半橋電路根據(jù)單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作，但是單片機(jī)的PWM信號(hào)往往不足以驅(qū)動(dòng)半場(chǎng)電路，所以需要增設(shè)半橋驅(qū)動(dòng)電路，以便將單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)放大，達(dá)到驅(qū)動(dòng)半橋電路的目的。

如圖1所示，為現(xiàn)有常用的半橋功率電路，所述半橋功率電路包括MOSFET半橋電路1、三極管驅(qū)動(dòng)電路2和三極管驅(qū)動(dòng)自舉電路3。三極管驅(qū)動(dòng)電路2的控制信號(hào)輸入端U+、控制信號(hào)輸入端U-分別連接到單片機(jī)PWM控制接口，三極管驅(qū)動(dòng)電路2上的上半橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端GUH、下半橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端GUL均與MOSFET半橋電路1相連。三極管驅(qū)動(dòng)電路2接收單片機(jī)控制單元的PWM控制信號(hào)，PWM控制信號(hào)經(jīng)三極管驅(qū)動(dòng)電路2進(jìn)行電流放大后分別加載到MOSFET半橋電路1的上半橋MOSFET管Q4H以及下半橋MOSFET管Q4L，以驅(qū)動(dòng)MOSFET半橋電路1工作。三極管驅(qū)動(dòng)自舉電路3為三極管驅(qū)動(dòng)電路2提供高邊驅(qū)動(dòng)的浮動(dòng)電壓，而且三極管驅(qū)動(dòng)自舉電路3與三極管驅(qū)動(dòng)電路2共用低壓電源輸入端（12V~15V）。

MOSFET半橋電路1包括上半橋電路和下半橋電路，其中上半橋電路包含：上半橋MOSFET管Q4H、驅(qū)動(dòng)電阻R8H、濾波電容C3H和電阻R7H；下半橋電路包含：下半橋MOSFET管Q4L、驅(qū)動(dòng)電阻R8L、濾波電容C3L和電阻R7L。上半橋MOSFET管Q4H的漏極與母線電源VBAT相連，上半橋MOSFET管Q4H的源極與下半橋MOSFET管Q4L的漏極相連，下半橋MOSFET管Q4L的源極與功率地相連；上半橋MOSFET管Q4H的柵極端與驅(qū)動(dòng)電阻R8H的一端連接，驅(qū)動(dòng)電阻R8H的另一端與電阻R7H的一端以及濾波電容C3H的一端連接，電阻R7H的另一端以及濾波電容C3H的另一端均與上半橋MOSFET管Q4H的源極端連接。下半橋MOSFET管Q4L的柵極端與驅(qū)動(dòng)電阻R8L的一端連接，驅(qū)動(dòng)電阻R8L的另一端與電阻R7L的一端以及濾波電容C3L的一端連接，電阻R7L的另一端以及濾波電容C3L的另一端均接功率地。上半橋MOSFET管Q4H的源極端通過下拉電阻R9接功率地。上半橋MOSFET管Q4H的源極端與下半橋MOSFET管Q4L的漏極端連接形成半橋電路輸出連接端，且上半橋MOSFET管Q4H的源極端形成上半橋浮動(dòng)地端。

三極管驅(qū)動(dòng)電路2可以采用分立的電子元件搭建，也可以選用集成的驅(qū)動(dòng)芯片，圖1中示出使用分立元件的示意圖。三極管驅(qū)動(dòng)電路2用于將單片機(jī)控制單元輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送給MOSFET半橋電路1，即通過三極管驅(qū)動(dòng)電路2內(nèi)的若干三極管對(duì)PWM信號(hào)進(jìn)行放大。上半橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端GUH通過驅(qū)動(dòng)電阻R8H與上半橋MOSFET管Q4H的柵極端相連，下半橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端GUL通過驅(qū)動(dòng)電阻R8L與下半橋MOSFET管Q4L的柵極端相連。三極管驅(qū)動(dòng)電路2上的低壓輸入電壓通常為12V~15V。三極管驅(qū)動(dòng)自舉電路3由充電電容C2和反向二極管D2構(gòu)成，其中反向二極管D2一般采用快速恢復(fù)二極管。反向二極管D2的陽(yáng)極端與低壓電壓連接，反向二極管D2的陰極端與驅(qū)動(dòng)電路2以及充電電容C2的正端連接。充電電容C2的負(fù)端連接驅(qū)動(dòng)電路2的驅(qū)動(dòng)電路連接端，所述驅(qū)動(dòng)電路連接端與半橋電路輸出連接端連接后用于形成電機(jī)相線連接端。以與電機(jī)的U相連接為例，驅(qū)動(dòng)電路連接端與半橋電路輸出連接端相互連接后形成電機(jī)相線連接端U，圖1中的U即為電機(jī)相線連接端，電機(jī)相線連接端由充電電容C2的負(fù)端與上半橋MOSFET管Q4H的源極端、下半橋MOSFET管Q4L的漏極端、電阻R7H的另一端、電容C3L的另一端以及下拉電阻R9相互連接形成。