一種單線圈永磁機構驅動電路的製作方法
2023-08-04 00:08:11 1
一種單線圈永磁機構驅動電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型屬於開關設備中單線圈永磁機構的【技術領域】，具體來說是一種單線圈永磁機構驅動電路，包括4個IGBT單元和第一壓敏電阻；4個IGBT單元的排列方式呈橋式結構；每個IGBT單元均包括有IGBT、大功率電阻和高壓瓷片電容；驅動電路還包括有一個保護電路，包括有無感電容和第二壓敏電阻。本實用新型通過設置具有橋式結構的驅動電路，可以便捷的實現永磁機構的合閘與跳閘動作，同時設置的保護電路，在驅動電路有瞬時的強電壓來時能夠起到吸收和釋放能量的作用，從而達到保護IGBT不被擊穿的危險。
【專利說明】一種單線圈永磁機構驅動電路【技術領域】
[0001]本實用新型屬於開關設備中單線圈永磁機構的【技術領域】，具體來說是一種單線圈永磁機構驅動電路。
【背景技術】
[0002]傳統的開關控制器採用的是繼電器作為開關的驅動，這種驅動的弊端是反應時間慢，控制輸出驅動電流小，滿足不了永磁機構開關的快速和電流大的特性。
[0003]絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)是由雙極型三極體(BJT)和絕緣柵型場效應管(MOS)組成的複合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點，驅動功率小而飽和壓降低，非常適合應用於直流電壓為600V及以上的變流系統如開關電源等。
【發明內容】
[0004]本實用新型利用IGBT構成一個具有橋式結構的單線圈永磁機構驅動電路，以解決現有技術中的開關元器件反應時間慢，驅動電流小的缺陷。
[0005]本實用新型是通過以下技術方案來實現的:
[0006]一種單線圈永磁機構驅動電路，包括4個IGBT單元和第一壓敏電阻；每個所述IGBT單元均包括有IGBT、大功率電阻和高壓瓷片電容?』第一 IGBT單元中，第一 IGBT的柵極分別與跳閘電容的正極和第一高壓瓷片電容的一端相連，所述第一高壓瓷片電容的另一端與第一大功率電阻的一端相連，所述第一大功率電阻的另一端與所述第一 IGBT的源極相連，所述第一 IGBT的漏極與 開關線圈的出線側相連；第二 IGBT單元中，第二 IGBT的柵極分別與所述開關線圈的出線側和第二高壓瓷片電容的一端相連，所述第二高壓瓷片電容的另一端與第二大功率電阻的一端相連，所述第二大功率電阻的另一端與所述第二 IGBT的源極相連，所述第二 IGBT的漏極與電容的負極相連；第三IGBT單元中，第三IGBT的柵極分別與合閘電容的正極和第三高壓瓷片電容的一端相連，所述第三高壓瓷片電容的另一端與第三大功率電阻的一端相連，所述第三大功率電阻的另一端與所述第三IGBT的源極相連，所述第三IGBT的漏極與開關線圈的進線側相連；第四IGBT單元中，第四IGBT的柵極分別與所述開關線圈的進線側和第四高壓瓷片電容的一端相連，所述第四高壓瓷片電容的另一端與第四大功率電阻的一端相連，所述第四大功率電阻的另一端與所述第四IGBT的源極相連，所述第四IGBT的漏極與所述電容的負極相連；所述第一壓敏電阻的一端與所述開關線圈的出線側相連，所述第一壓敏電阻的另一端與所述開關線圈的進線側相連。
[0007]優選地，驅動電路還包括有一個保護電路，所述保護電路包括有無感電容和第二壓敏電阻；所述無感電容的一端與所述跳閘電容的正極相連，所述無感電容的另一端與所述第二壓敏電阻的一端相連，所述第二壓敏電阻的另一端與所述開關線圈的進線側相連。
[0008]本實用新型與現有技術相比較，其效果是積極的:
[0009]1、本實用新型通過設置具有橋式結構的驅動電路，可以便捷的實現永磁機構的合閘與跳閘動作。
[0010]2、本實用新型通過設置一保護電路，在驅動電路有瞬時的強電壓來時能夠起到吸收和釋放能量的作用，從而達到保護IGBT不被擊穿的危險。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型驅動電路的結構示意圖。
[0012]其中Ill為第一 IGBT的柵極，112為第一 IGBT的漏極，113為第一 IGBT的源極，121為第二 IGBT的柵極，122為第二 IGBT的漏極，123為第二 IGBT的源極，131為第三IGBT的柵極，132為第三IGBT的漏極，133為第三IGBT的源極，141為第四IGBT的柵極，142為第四IGBT的漏極，143為第四IGBT的源極，Rffl為第一大功率電阻，RW2為第二大功率電阻，RW3為第三大功率電阻，RW4為第四大功率電阻，CPl為第一高壓瓷片電容，CP2為第二高壓瓷片電容，CP3為第三高壓瓷片電容，CP4為第四高壓瓷片電容，Yffl為第一壓敏電阻，YM2為第二壓敏電阻，LC為無感電容，TC+為跳閘電容的正極，HC+為合閘電容的正極，LQ+為開關線圈的進線側，LQ-為開關線圈的出線側，C-為電容的負極。
【具體實施方式】
[0013]為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0014]在以下描述中闡述了具體細節以便於充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以多種不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣。因此本實用新型不受下面公開的【具體實施方式】的限制。
[0015]參見圖1，一種單線圈永磁機構驅動電路，包括4個IGBT單元和第一壓敏電阻YMl ;每個IGBT單元均包括有IGBT、大功率電阻和高壓瓷片電容；
[0016]第一 IGBT單元中，第一 IGBT的柵極Ill分別與跳閘電容的正極TC+和第一高壓瓷片電容CPl的一端相連,第一高壓瓷片電容CPl的另一端與第一大功率電阻RWl的一端相連，第一大功率電阻RWl的另一端與第一 IGBT的源極113相連，第一 IGBT的漏極112與開關線圈的出線側LQ-相連；
[0017]第二 IGBT單元中，第二 IGBT的柵極121分別與開關線圈的出線側LQ-和第二高壓瓷片電容CP2的一端相連，第二高壓瓷片電容CP2的另一端與第二大功率電阻RW2的一端相連，第二大功率電阻RW2的另一端與第二 IGBT的源極123相連，第二 IGBT的漏極122與電容的負極C-相連；
[0018]第三IGBT單元中，第三IGBT的柵極131分別與合閘電容的正極HC+和第三高壓瓷片電容CP3的一端相連，第三高壓瓷片電容CP3的另一端與第三大功率電阻RW3的一端相連，第三大功率電阻RW3的另一端與第三IGBT的源極133相連，第三IGBT的漏極132與開關線圈的進線側LQ+相連；
[0019]第四IGBT單元中，第四IGBT的柵極141分別與開關線圈的進線側LQ+和第四高壓瓷片電容CP4的一端相連，第四高壓瓷片電容CP4的另一端與第四大功率電阻RW4的一端相連，第四大功率電阻RW4的另一端與第四IGBT的源極143相連，第四IGBT的漏極142與電容的負極C-相連；[0020] 第一壓敏電阻YMl的一端與開關線圈的出線側LQ-相連，第一壓敏電阻YMl的另一端與開關線圈的進線側LQ+相連。
[0021 ] 作為一種優化方案，驅動電路還包括有一個保護電路，保護電路包括有無感電容LC和第二壓敏電阻YM2 ;無感電容LC的一端與跳閘電容的正極TC+相連，無感電容LC的另一端與第二壓敏電阻YM2的一端相連，第二壓敏電阻YM2的另一端與開關線圈的進線側LQ+相連。
[0022]本實用新型中可採用美國Fairchip公司生產的IGBT作為驅動電路的主體，其最大電流可以在常溫下達到160A，反應時間為75ns，與傳統繼電器最大電流僅為25A，反應時間為7ms相比較，明顯提高了一個數量級，因此十分適用於永磁機構的驅動。
[0023]驅動電路實現跳閘功能:當第一 IGBT和第四IGBT得到主CPU發出的命令瞬間飽和從而導通,此時電流的流向從跳閘電容的正極TC+流過第一 IGBT、開關線圈的出線側LQ-、開關線圈的進線側LQ+、第四IGBT最後到達電容的負極C-。從外電路看開關線圈的出線側LQ-相當於接了正極，開關線圈的進線側LQ+接了負極，這個時候線圈得反向電流，實現跳閘功能。
[0024]驅動電路實現合閘功能:當第三IGBT和第二 IGBT得到主CPU發出的命令瞬間飽和從而導通,此時電流的流向從合閘電容的正極HC+流過第三IGBT、開關線圈的進線側LQ+、開關線圈的出線側LQ-、第二 IGBT最後到達電容的負極C-。從外電路看開關線圈的進線側LQ+相當於接了正極，開關線圈的出線側LQ-接了負極，這個時候線圈得正向電流，實現合閘功能。
[0025]本實用新型雖然已以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本實用新型，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和範圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本實用新型技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬於本實用新型技術方案的保護範圍。
【權利要求】
1.一種單線圈永磁機構驅動電路，其特徵在於:包括4個IGBT單元和第一壓敏電阻；每個所述IGBT單元均包括有IGBT、大功率電阻和高壓瓷片電容； 第一 IGBT單元中，第一 IGBT的柵極分別與跳閘電容的正極和第一高壓瓷片電容的一端相連，所述第一高壓瓷片電容的另一端與第一大功率電阻的一端相連，所述第一大功率電阻的另一端與所述第一 IGBT的源極相連，所述第一 IGBT的漏極與開關線圈的出線側相連； 第二 IGBT單元中，第二 IGBT的柵極分別與所述開關線圈的出線側和第二高壓瓷片電容的一端相連，所述第二高壓瓷片電容的另一端與第二大功率電阻的一端相連，所述第二大功率電阻的另一端與所述第二 IGBT的源極相連，所述第二 IGBT的漏極與電容的負極相連； 第三IGBT單元中，第三IGBT的柵極分別與合閘電容的正極和第三高壓瓷片電容的一端相連，所述第三高壓瓷片電容的另一端與第三大功率電阻的一端相連，所述第三大功率電阻的另一端與所述第三IGBT的源極相連，所述第三IGBT的漏極與開關線圈的進線側相連； 第四IGBT單元中，第四IGBT的柵極分別與所述開關線圈的進線側和第四高壓瓷片電容的一端相連，所述第四高壓瓷片電容的另一端與第四大功率電阻的一端相連，所述第四大功率電阻的另一端與所述第四IGBT的源極相連，所述第四IGBT的漏極與所述電容的負極相連； 所述第一壓敏電阻的一端與所述開關線圈的出線側相連，所述第一壓敏電阻的另一端與所述開關線圈的進線側相連。
2.如權利要求1所述的單線圈永磁機構驅動電路，其特徵在於:還包括有一個保護電路，所述保護電路包括有無感電容和第二壓敏電阻；所述無感電容的一端與所述跳閘電容的正極相連，所述無感電容的另一端與所述第二壓敏電阻的一端相連，所述第二壓敏電阻的另一端與所述開關線圈的進線側相連。
【文檔編號】H01H9/54GK203536256SQ201320696317
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】包悅, 夏衛紅 申請人:上海東自電氣有限公司