[實(shí)用新型]通用功率管高速隔離驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821448578.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN208581161U
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴斌;王賢斌;陶忠元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京威登等離子科技設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/092
• 分類號(hào): H02M1/092
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本實(shí)用新型涉及一種通用功率管高速隔離驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括高速光耦隔離電路U1、二極管保護(hù)電路，隔離電源轉(zhuǎn)換電路U2以及濾波電路；所述二極管保護(hù)電路由D1、D2組成，驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)DRVA經(jīng)過二極管D1連接到高速光耦隔離電路U1的輸入引腳2，二極管D2并聯(lián)在高速光耦隔離電路U1的輸入引腳2和輸入引腳3之間，引腳3連接到驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)DRVB，光耦的輸出驅(qū)動(dòng)功率管。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，具體涉及一種通用功率管高速隔離驅(qū)動(dòng)電路，屬于功率變換器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在功率變換器領(lǐng)域的功率管隔離驅(qū)動(dòng)方式上，當(dāng)前主要采用兩種隔離驅(qū)動(dòng)方式，一種是驅(qū)動(dòng)變壓器驅(qū)動(dòng)方式，這種驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)主要是因?yàn)轵?qū)動(dòng)變壓器需要磁復(fù)位，所以驅(qū)動(dòng)脈沖存在一個(gè)反向電平，磁復(fù)位的伏秒積應(yīng)該等同于勵(lì)磁的伏秒積。故而對(duì)于占空比為50%左右的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而言，通常反向電平的幅值等于驅(qū)動(dòng)電平。這對(duì)于傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體工藝的MOS器件和IGBT器件是可以應(yīng)用的。但是對(duì)于新型的碳化硅工藝的MOS器件，這種電路就不可以使用了。

另外一種驅(qū)動(dòng)方式，是采用例如EXB841等成品的隔離驅(qū)動(dòng)模塊來實(shí)現(xiàn)。但是EXB841等芯片是多年前日本公司設(shè)計(jì)的，應(yīng)對(duì)于低速IGBT器件的隔離驅(qū)動(dòng)，不適合應(yīng)用于開關(guān)頻率在20KHz以上的應(yīng)用領(lǐng)域。

故而，有必要發(fā)展一種能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)硅工藝的MOS與IGBT、碳化硅工藝MOS與氮化鎵工藝MOS，又能夠?qū)崿F(xiàn)高速度、信號(hào)隔離的電路模塊。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種通用功率管高速隔離驅(qū)動(dòng)電路，該技術(shù)方案能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)硅工藝的MOS與IGBT、碳化硅工藝MOS與氮化鎵工藝MOS，又能夠?qū)崿F(xiàn)高速度、信號(hào)隔離的電路模塊。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)，

1、合理的不對(duì)稱電平隔離電源滿足不同的功率管驅(qū)動(dòng)電平需求；

2、差分式的驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)，避免橋式電路共通態(tài)；

3、利用高速光耦實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的隔離高速傳遞。

附圖說明

圖1 為本實(shí)用新型工作原理示意圖；

具體實(shí)施方式：

為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1：參見圖1

工作原理：參見圖1，本實(shí)用新型采用不對(duì)稱電平結(jié)構(gòu)的隔離電源模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電路的能量傳遞，實(shí)現(xiàn)正負(fù)不對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)電平，以適應(yīng)各類功率器件的電平需求。采用高速光耦進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳遞，降低了信號(hào)延遲，相對(duì)于傳統(tǒng)的EXB841等模塊，提升了驅(qū)動(dòng)上下沿的陡峭度。

并且在信號(hào)輸入端采用了雙路差模驅(qū)動(dòng)方式，只有當(dāng)兩路驅(qū)動(dòng)電平滿足一定的邏輯關(guān)系時(shí)，后級(jí)功率管才會(huì)得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，有效避免了橋式變換器中同一橋臂上下兩個(gè)功率管共通的問題。

U2是隔離電源轉(zhuǎn)換模塊，將輸入的12V直流電源轉(zhuǎn)換為隔離的+15V、-4V輸出。DRVA和DRVB是兩路驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)。按照高低電平組合方式，共有四種邏輯狀態(tài)。只有當(dāng)DRVA為高電平，DRVB為低電平時(shí)，U1的高速光耦才會(huì)在次級(jí)輸出高電平，并經(jīng)過功率推動(dòng)，在GS輸出上得到+15V的功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使后級(jí)的功率管導(dǎo)通。其他三種DRVA和DRVB的邏輯狀態(tài)，都不會(huì)使光耦傳遞信號(hào)。GS端保持為-4V，后級(jí)的功率管保持關(guān)閉狀態(tài)。因?yàn)轵?qū)動(dòng)電平為+15V和-4V，所以這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路可以同時(shí)滿足驅(qū)動(dòng)硅工藝的MOS與IGBT、碳化硅工藝MOS與氮化鎵工藝MOS，可以用來驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)的低速可控硅器件。選用合理速度的高速光耦，可以實(shí)現(xiàn)從0Hz——100KHz甚至更高的驅(qū)動(dòng)頻率。

需要說明的是上述實(shí)施例，并非用來限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作出的等同變換或替代均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。