一種ipm隔離互鎖驅動電路的製作方法

2023-05-17 21:27:06 1

專利名稱：一種ipm隔離互鎖驅動電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及智能功率模塊(Intelligent Power Module, IPM)驅動領域,尤其涉及一種IPM隔離互鎖驅動電路。
背景技術：
隨著功率逆變開關技術的進步以及其集成化程度的提高，使得自帶驅動保護於一體的IPM器件越來越廣泛的應用於變頻器及家電等需要逆變的場合。通常情況下，IPM以高速的脈寬調製(Pulse Width Modulation, PWM)信號作為其驅動信號，IPM的驅動端與強電輸出端共地，由於強弱電信號間的明顯幹擾，會導致IPM上下橋有同時開通的風險，存在隱患。現有技術中，IPM中通常採用光耦來實現強弱電的安全隔離。由於驅動信號的頻率較高，所以，需採用高速光耦才能滿足要求，而高速光耦的價格又很高，並且無法避免因信
號的幹擾或者器件異常造成的上下橋同時開通，同樣影響產品的可靠性。因此，現有的IPM隔離驅動電路不僅成本高，而且可靠性差。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，提供一種成本低、可靠性好的IPM隔離互鎖驅動電路。一種IPM隔離互鎖驅動電路，其包括有三路結構相同的二橋臂驅動電路，每路二橋臂驅動電路包括有一上橋驅動電路，該上橋驅動電路包括有第一光耦、第一 RC電路、第一穩壓管及第一 PNP管，第一光耦中發光管的陽極連接有一前端電源，其陰極連接有一第一限流電阻，該第一限流電阻的另一端為上橋PWM信號輸入端，第一光稱中光敏管的發射極接地，其集電極通過第一 RC電路連接至第一穩壓管的陽極，第一穩壓管的陰極與第一PNP管的基極相連且二者的連接點還通過一第一上拉電阻連接至一後端電源，第一 PNP管的發射極連接至後端電源，其集電極為上橋PWM信號輸出端且通過一第一對地電阻(R4)接地，所述第一光耦是低速光耦，所述第一 RC電路包括有第二限流電阻及並聯於第二限流電阻的第一加速電容，該第一加速電容用於加快第一 PNP管的開/關速度；一下橋驅動電路，其包括有第二光耦、第二 RC電路、第二穩壓管及第二 PNP管，所述第二光耦中發光管的陽極連接前端電源，其陰極連接有一第三限流電阻，該第三限流電阻的另一端為下橋PWM信號輸入端，第二光耦中光敏管的發射極接地，其集電極通過第二 RC電路連接至第二穩壓管的陽極，第二穩壓管的陰極與第二 PNP管的基極相連且二者的連接點還通過一第二上拉電阻連接至後端電源，第二 PNP管的發射極連接至後端電源，其集電極為下橋PWM信號輸出端且通過一第二對地電阻接地，所述第二光耦是低速光耦，所述第二 RC電路包括有第四限流電阻及並聯於第四限流電阻的第二加速電容，該第二加速電容用於加快第二 PNP管的開/關速度；一互鎖電路，其包括有第一二極體及第二二極體，該第一二極體的陽極接上橋PWM信號輸出端，陰極接第二穩壓管的陽極，其用於反饋上橋PWM信號輸出端的高電平信號並作為鉗位電壓而鉗住第二穩壓管，以令第二 PNP管呈關斷狀態，該第二二極體的陽極接下橋PWM信號輸出端，陰極接第一穩壓管的陽極，其用於反饋下橋驅動信號輸出端的高電平信號並作為鉗位電壓而鉗住第一穩壓管，以令第二 PNP管呈關斷狀態。本實用新型公開的一種IPM隔離互鎖驅動電路中，利用價格低廉的低速光耦實現信號的隔離傳輸，利用加速電容提高電路的傳輸速率，利用穩壓管提高電路的抗幹擾能力，再以雙二極體實現上下橋的互鎖。因此，本實用新型相比現有的IPM隔離驅動電路，不僅成本低廉而且抗幹擾能力強、可靠性好。

圖I為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作更詳細的描述。·[0008]本實用新型公開的一種IPM隔離互鎖驅動電路，其包括有三路結構相同的二橋臂驅動電路，如圖I所示，每路二橋臂驅動電路包括有—上橋驅動電路10,其包括有第一光稱U1、第一 RC電路100、第一穩壓管Zl及第
一PNP管Tl，第一光耦Ul中發光管的陽極連接有一前端電源VCC，其陰極連接有一第一限流電阻R1，該第一限流電阻Rl的另一端為上橋PWM信號輸入端PWMl IN，第一光耦Ul中光敏管的發射極接地，其集電極通過第一 RC電路100連接至第一穩壓管Zl的陽極，第一穩壓管Zl的陰極與第一PNP管Tl的基極相連且二者的連接點還通過一第一上拉電阻R3連接至一後端電源VDD，第一 PNP管Tl的發射極連接至後端電源VDD，其集電極為上橋PWM信號輸出端PWM2 OUT且通過一第一對地電阻R4接地，第一光耦Ul是低速光耦，第一 RC電路100包括有第二限流電阻R2及並聯於第二限流電阻R2的第一加速電容Cl，該第一加速電容Cl用於加快第一 PNP管Tl的開/關速度。上橋驅動電路10中，第一光稱Ui是成本低廉的低速光I禹,在光I禹的輸出側還連接有帶第一加速電容Cl的第一 RC電路100，該第一加速電容Cl用於洩放第一 PNP管Tl基極積累的電荷，以縮短第一 PNP管Tl的退飽和時間，提高其開通速度，使上橋驅動電路10具有良好的傳輸速率。同時，當第一光稱Ul中的光敏管導通時,第一穩壓管Zl的陽極被拉低，由於第一穩壓管Zl的反向擊穿特性，且兩端電壓達到穩壓值後才會導通，所以電路中的任何幹擾信號都因無法使第一穩壓管Zl反向擊穿而不能開通第一PNP管Tl，提高了電路的抗幹擾能力。因此，該電路不僅成本低廉而且抗幹擾能力強。一下橋驅動電路11，其包括有第二光耦U2、第二 RC電路110、第二穩壓管Z2及第
二PNP管T2，第二光耦U2中發光管的陽極連接前端電源VCC，其陰極連接有一第三限流電阻R5，該第三限流電阻R5的另一端為下橋PWM信號輸入端PWM2 IN，第二光耦U2中光敏管的發射極接地，其集電極通過第二 RC電路110連接至第二穩壓管Z2的陽極，第二穩壓管Z2的陰極與第二 PNP管T2的基極相連且二者的連接點還通過一第二上拉電阻R7連接至後端電源VDD，第二 PNP管T2的發射極連接至後端電源VDD，其集電極為下橋PWM信號輸出端PWM2 OUT且通過一第二對地電阻R8接地，第二光耦Ul是低速光耦，第二 RC電路110包括有第四限流電阻R6及並聯於第四限流電阻R6的第二加速電容C2，該第二加速電容C2用於加快第二 PNP管T2的開/關速度。[0012]下橋驅動電路11與上橋驅動電路10結構相同，第二光耦U2同樣採用成本低廉的低速光稱，同時利用第二加速電容C2提高電路的傳輸速率，再以第二穩壓管Z2提高電路的抗幹擾能力。一互鎖電路12，其包括有第一二極體Dl及第二二極體D2，該第一二極體Dl的陽極接上橋PWM信號輸出端PWMl OUT,陰極接第二穩壓管Z2的陽極，其用於反饋上橋PWM信號輸出端PWMl OUT的高電平信號並作為鉗位電壓而鉗住第二穩壓管Z2，以令第二PNP管T2呈關斷狀態。該第二二極體D2的陽極接下橋PWM信號輸出端PWM2 0UT，陰極接第一穩壓管Zl的陽極，用於反饋下橋驅動信號輸出端的高電平信號並作為鉗位電壓而鉗住第一穩壓管Zl,以令第二 PNP管T2呈關斷狀態。互鎖電路12中，當上橋PWM信號輸出端PWMl OUT輸出高電平時，第一二極體Dl導通，第二穩壓管Z2的陽極呈高電平狀態，由於第一穩壓管Z2的陰極通過上拉電阻R7連接至後端電源VDD，使第二穩壓管Z2因其兩端均為高電平狀態而截止，此時，第二 PNP管T2關斷，使下橋PWM信號輸出端PWM20UT鎖於低電平狀態。同樣地，當下橋PWM信號輸出端輸出高電平時，還可通過第二二極體D2將上橋PWM信號輸出端PWMl OUT鎖於低電平狀態。因·此，互鎖電路12實現了將上橋驅動電路10和下橋驅動電路11互鎖，提高了二橋臂驅動電路的可靠性。本實用新型公開的一種IPM隔離互鎖驅動電路中，利用價格低廉的低速光耦實現信號的隔離傳輸，利用加速電容提高電路的傳輸速率，利用穩壓管提高電路的抗幹擾能力，再以雙二極體實現上下橋的互鎖。因此，本實用新型相比現有的IPM隔離驅動電路，不僅成本低廉而且抗幹擾能力強、可靠性好。以上所述只是本實用新型較佳的實施例，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的技術範圍內所做的修改、等同替換或者改進等，均應包含在本實用新型所保護的範圍內。
權利要求1.一種IPM隔離互鎖驅動電路，其包括有三路結構相同的二橋臂驅動電路，其特徵在於，每路二橋臂驅動電路包括有 一上橋驅動電路(10),其包括有第一光稱(U1)、第一 RC電路(100)、第一穩壓管(Zl)及第一 PNP管(TI)，第一光耦(Ul)中發光管的陽極連接有一前端電源(VCC)，其陰極連接有一第一限流電阻(Rl)，該第一限流電阻(Rl)的另一端為上橋PWM信號輸入端(PWMl IN),H一光耦(Ul)中光敏管的發射極接地，其集電極通過第一 RC電路(100)連接至第一穩壓管(Zl)的陽極，第一穩壓管(Zl)的陰極與第一 PNP管(Tl)的基極相連且二者的連接點還通過一第一上拉電阻(R3)連接至一後端電源(VDD)，第一 PNP管(Tl)的發射極連接至後端電源(VDD)，其集電極為上橋PWM信號輸出端(PWM20UT)且通過一第一對地電阻(R4)接地，所述第一光耦(Ul)是低速光耦，所述第一 RC電路(100)包括有第二限流電阻(R2)及並聯於第二限流電阻(R2)的第一加速電容(Cl)，該第一加速電容(Cl)用於加快第一 PNP管(Tl)的開/關速度； 一下橋驅動電路(11)，其包括有第二光耦(U2 )、第二 RC電路(110 )、第二穩壓管(Z2 )及第二 PNP管(T2 )，所述第二光耦(U2 )中發光管的陽極連接前端電源(VCC )，其陰極連接有一第三限流電阻(R5 )，該第三限流電阻(R5 )的另一端為下橋PWM信號輸入端(PWM2 IN)，第二光耦(U2)中光敏管的發射極接地，其集電極通過第二 RC電路(110)連接至第二穩壓管(Z2)的陽極，第二穩壓管(Z2)的陰極與第二 PNP管(T2)的基極相連且二者的連接點還通過一第二上拉電阻(R7 )連接至後端電源(VDD)，第二 PNP管(T2 )的發射極連接至後端電源(VDD )，其集電極為下橋PWM信號輸出端(PWM20UT )且通過一第二對地電阻(R8 )接地，所述第二光耦(Ul)是低速光耦，所述第二 RC電路(110)包括有第四限流電阻(R6)及並聯於第四限流電阻(R6)的第二加速電容(C2)，該第二加速電容(C2)用於加快第二 PNP管(T2)的開/關速度； 一互鎖電路(12)，其包括有第一二極體(Dl)及第二二極體(D2)，該第一二極體(Dl)的陽極接上橋PWM信號輸出端(PWM1 OUT)，陰極接第二穩壓管(Z2)的陽極，其用於反饋上橋PWM信號輸出端(PWM1 OUT)的高電平信號並作為鉗位電壓而鉗住第二穩壓管(Z2)，以令第二 PNP管(T2)呈關斷狀態，該第二二極體(D2)的陽極接下橋PWM信號輸出端(PWM2 OUT),陰極接第一穩壓管(Zl)的陽極，其用於反饋下橋驅動信號輸出端的高電平信號並作為鉗位電壓而鉗住第一穩壓管(Z1)，以令第二 PNP管(T2)呈關斷狀態。
專利摘要本實用新型公開一種IPM隔離互鎖驅動電路，其包括有三路結構相同的二橋臂驅動電路，每路二橋臂驅動電路包括有一上橋驅動電路(10)、一下橋驅動電路(11)及一互鎖電路(12)。本實用新型中，利用低速光耦實現了信號的隔離傳輸，利用加速電容提高電路的傳輸速率，利用穩壓管提高電路的抗幹擾能力，再以雙二極體實現上下橋的互鎖。因此，本實用新型相比現有的IPM隔離驅動電路，不僅成本低廉而且抗幹擾能力強、可靠性好。
文檔編號H02M1/092GK202713131SQ201220386448
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月6日 優先權日2012年8月6日
發明者李旭, 沈鴻 申請人:深圳市易能電氣技術有限公司