一種死區控制驅動信號的發生裝置的製作方法

2023-12-02 06:26:31 1

專利名稱：一種死區控制驅動信號的發生裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種用在家用電器、大功率焊接設備、大功率開關電源等功率變換電路中的死區控制驅動信號的發生裝置，尤其涉及一種用在由變頻驅動或金屬氧化物半導體場效應電晶體組成的半橋式或全橋式功率電路中作為死區控制驅動信號的發生裝置。
2、背景技術一般由變頻驅動IGBT(IGBT--Insulated Gate Bipolar Transistor)或金屬氧化物半導體場效應電晶體MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor FieldEffect Transistor)組成的半橋式或全橋式功率電路，通常需要將頻率可變的輸入信號(標準方波)轉變成具有死區控制的兩路或四路輸出信號(方波)。現有技術方案中，一般是通過設置專用晶片來解決這一問題，該種晶片的技術一般掌握在發達國家的手中，成本較高且使電路設計靈活性較差。也有用高頻變壓器來實現這一功能的，但其體積較大，控制複雜，低頻適應性差，設計靈活性也不高。

發明內容本實用新型的目的在於克服上述缺點而提供一種能夠將頻率可變的輸入信號(標準方波)轉變成具有死區控制的兩路或四路輸出信號(方波)的死區控制驅動信號的發生裝置。本實用新型簡單實用、靈活可靠、成本低廉、且低頻適應性優異。
本實用新型原理圖如圖1、2所示，包括有輸入調理電路(1)、比較處理電路(2)，輸入調理電路(1)的輸入端與產生頻率可變信號電路的輸出端IN連接，其輸出端與比較處理電路(2)的輸入端連接，比較處理電路(2)的輸出端與功率電路(3)的輸入端連接。
上述功率電路(3)可為半橋式功率電路或全橋式功率電路。
上述輸入調理電路(1)包括有電阻R3、R4、電容C1，電阻R3與電阻R4串聯在產生頻率可變信號電路的輸出端IN及比較處理電路(2)之間，電容C1一端連接在電阻R3、R4之間，另一端接地。
上述比較處理電路(2)包括有由比較器U1、U2及電阻R5、R6、R7組成的分壓網絡電路，比較器U1的正輸入端2及比較器U2的負輸入端3與輸入調理電路(1)的電阻R4連接，比較器U1的負輸入端1連接在電阻R5與R6之間，比較器U2的正輸入端4連接在電阻R6與R7之間，電阻R5、R6、R7串聯在產生頻率可變信號電路的輸出端IN及接地之間。
上述產生頻率可變信號電路的輸出端IN與電阻R5之間還連接有電阻R1，產生頻率可變信號電路的輸出端IN與電阻R7之間還連接有電阻R2。
上述電阻R1與電阻R5之間還連接有電容E1，電容E1的另一端接地。
上述U1、U2輸出端之間串聯有電阻R8、R9。
本實用新型的有益效果是1、本實用新型僅由若干電阻、電容及兩個比較器組成。該電路具有簡單實用、靈活可靠、成本低廉、以及優異的低頻適應性等特性。
2、本實用新型通過調整輸入調理電路中的R3、C1、R4或者比較處理電路中分壓電阻R5、R6、R7的參數，都可以實現對輸出驅動信號的死區時間調整。


圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型的電路原理圖；圖3是本實用新型用於調頻電磁爐中的電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型的原理框圖如圖1所示，包括有輸入調理電路(1)、比較處理電路(2)，輸入調理電路(1)的輸入端與產生頻率可變信號電路的輸出端IN連接，其輸出端與比較處理電路(2)的輸入端連接，比較處理電路(2)的輸出端與功率電路(3)的輸入端連接。上述功率電路(3)可為半橋式功率電路或全橋式功率電路。
本實用新型的電路原理圖如圖2所示，上述輸入調理電路(1)包括有電阻R3、R4、電容C1，電阻R3與電阻R4串聯在產生頻率可變信號電路的輸出端IN及比較處理電路(2)之間，電容C1一端連接在電阻R3、R4之間，另一端接地。通過調整R3、C1、R4的參數，可改變微積分網絡的時間常數，以改變輸出驅動信號的死區時間的長短。
上述比較處理電路(2)包括有由比較器U1、U2及電阻R5、R6、R7組成的分壓網絡電路，比較器U1的正輸入端2及比較器U2的負輸入端3與輸入調理電路(1)的電阻R4連接，比較器U1的負輸入端1連接在電阻R5與R6之間，比較器U2的正輸入端4連接在電阻R6與R7之間，電阻R5、R6、R7串聯在產生頻率可變信號電路的輸出端IN及接地之間。通過調整電阻R5、R6、R7的參數來改變比較器U1、U2的比較參考電壓，也可以改變輸出驅動信號的死區時間的長短。
上述產生頻率可變信號電路的輸出端IN與電阻R5之間還連接有電阻R1，產生頻率可變信號電路的輸出端IN與電阻R7之間還連接有電阻R2。電阻R1、R2的作用在保證產生頻率可變信號電路的輸出端IN浮空時，輸出端IN端的電壓介於比較器U1、U2的參考電壓之間，即高於U2的「+」端電壓，低於U1的「-」端電壓，由此可保證OUT1和OUT2兩路輸出信號均為低電平信號，保證IGBT(IGBT--Insulated Gate Bipolar Transistor)或金屬氧化物半導體場效應電晶體MOSFET處於安全關斷狀態。
為穩定比較器U1、U2的參考電壓，上述電阻R1與電阻R5之間還連接有電容E1，電容E1的另一端接地。
此外，根據比較器U1、U2的類型，上述U1、U2輸出端之間還可串聯有電阻R8、R9。電阻R8、R9串聯在U1、U2輸出端之間，為上拉電壓，在U1、U2採用集電極開路或漏極開路型輸出式的比較器時，如LM339、LM393時，為必須的元件，若U1、U2採用推輓輸出式的比較器時，如TLC3704時，則R8、R9可以取消。
本實用新型用於調頻電磁爐中的電路原理圖如圖3所示，其用在電磁爐時，R1＝R2＝100kΩ、R3＝R4＝1kΩ、R5＝R7＝1kΩ、R6＝2kΩ、C1＝2200pF，考慮器件參數誤差，兩路輸出方波信號的死區控制時間為3us±10％。
IN端輸入波形通常是標準方波，通過由R3、R4、C1組成的微積分和輸入調理電路，可以將輸入的標準方波轉化為近似梯形波。通過由比較器U1、U2及R5、R6、R7組成的比較處理電路及R8、R9組成的輸出電路，在比較器U1的輸出端OUT1及在比較器U2的輸出端OUT2將產生具有死區控制的兩路輸出方波信號。
本實用新型用於電磁爐的工作過程中，IN端為頻率可變的輸入方波信號，通過本實用新型的電路後，生成具有死區控制的兩路輸出方波信號，再經電磁爐的驅動電路U3控制IGBT1、IGBT2、L1、C7、C8組成的半橋式功率電路，即可實現在L1上產生高頻交變強磁場，利用電磁感應效應，從而在鐵質鍋具(未圖示)上產生熱效應。
權利要求1.一種死區控制驅動信號的發生裝置，其特徵在於包括有輸入調理電路(1)、比較處理電路(2)，輸入調理電路(1)的輸入端與產生頻率可變信號電路的輸出端IN連接，其輸出端與比較處理電路(2)的輸入端連接，比較處理電路(2)的輸出端與功率電路(3)的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的死區控制驅動信號的發生裝置，其特徵在於上述功率電路(3)可為半橋式功率電路或全橋式功率電路。
3.根據權利要求1所述的死區控制驅動信號的發生裝置，其特徵在於上述輸入調理電路(1)包括有電阻R3、R4、電容C1，電阻R3與電阻R4串聯在產生頻率可變信號電路的輸出端IN及比較處理電路(2)之間，電容C1一端連接在電阻R3、R4之間，另一端接地。
4.根據權利要求1所述的死區控制驅動信號的發生裝置，其特徵在於上述比較處理電路(2)包括有由比較器U1、U2及電阻R5、R6、R7組成的分壓網絡電路，比較器U1的正輸入端2及比較器U2的負輸入端3與輸入調理電路(1)的電阻R4連接，比較器U1的負輸入端1連接在電阻R5與R6之間，比較器U2的正輸入端4連接在電阻R6與R7之間，電阻R5、R6、R7串聯在產生頻率可變信號電路的輸出端IN及接地之間。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的死區控制驅動信號的發生裝置，其特徵在於上述產生頻率可變信號電路的輸出端IN與電阻R5之間還連接有電阻R1，產生頻率可變信號電路的輸出端IN與電阻R7之間還連接有電阻R2。
6.根據權利要求5所述的死區控制驅動信號的發生裝置，其特徵在於上述電阻R1與電阻R5之間還連接有電容E1，電容E1的另一端接地。
7.根據權利要求6所述的死區控制驅動信號的發生裝置，其特徵在於上述U1、U2輸出端之間串聯有電阻R8、R9。
專利摘要本實用新型是一種用在家用電器、大功率焊接設備、大功率開關電源等功率變換電路中的死區控制驅動信號的發生裝置。包括有輸入調理電路(1)、比較處理電路(2)，輸入調理電路(1)的輸入端與產生頻率可變信號電路的輸出端IN連接，其輸出端與比較處理電路(2)的輸入端連接，比較處理電路(2)的輸出端與功率電路(3)的輸入端連接。本實用新型僅由若干電阻、電容及兩個比較器組成。該電路具有簡單實用、靈活可靠、成本低廉、以及優異的低頻適應性等特性。本實用新型通過調整輸入調理電路中的電阻、電容或者比較處理電路中分壓電阻的參數，都可以實現對輸出驅動信號的死區時間調整。本實用新型簡單實用、靈活可靠、成本低廉、且低頻適應性優異。
文檔編號H02M1/08GK2702525SQ20042004705
公開日2005年5月25日 申請日期2004年6月16日 優先權日2004年6月16日
發明者毛宏建, 徐旻, 陳石軍 申請人:美的集團有限公司