一種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】一種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路，包括A橋電路和B橋電路；包括一個(gè)以上延時(shí)選擇模塊、隔離耦合電路和選擇器U5A；一個(gè)以上所述延時(shí)選擇模塊并聯(lián)后一端通過所述隔離耦合電路分別與所述A橋電路和B橋電路電連接，另一端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接；所述選擇器U5A的1號(hào)引腳分別通過所述隔離耦合電路與所述A橋電路和B橋電路電連接；所述延時(shí)選擇模塊包括模式選擇控制開關(guān)Q和延時(shí)電路，所述模式選擇控制開關(guān)Q的輸出端與所述延時(shí)電路的輸入端連接。允許上下橋臂驅(qū)動(dòng)存在一定的互通時(shí)間，只要互通時(shí)間低于設(shè)定范圍即不觸發(fā)保護(hù)；驅(qū)動(dòng)時(shí)間可根據(jù)使用的需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，且調(diào)整簡單方便。
【專利說明】
一種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及自鎖保護(hù)電路領(lǐng)域，特別是一種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT半橋電路在現(xiàn)代電子產(chǎn)品應(yīng)用中非常廣泛，半橋在電路的使用中主要有兩種情況，一種不允許上下橋臂互通，一種允許上下橋臂在一定時(shí)間內(nèi)互通；而隨著應(yīng)用的推廣，如果在使用中出現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)要求的橋臂互通現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致電路損壞造成嚴(yán)重后果。同時(shí)，市面上現(xiàn)有類似防止驅(qū)動(dòng)互鎖的保護(hù)電路，只能單純的防止驅(qū)動(dòng)互通，保護(hù)及應(yīng)用不全面，因此此類保護(hù)電路不能完全適合所有半橋的不同工作狀態(tài)，不能允許橋臂存在一定時(shí)間的互通，具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種可防止驅(qū)動(dòng)過長時(shí)間互通，并根據(jù)橋臂所處的工作模式，進(jìn)行延時(shí)時(shí)間調(diào)整的自鎖保護(hù)電路，并且具備隔離效果，應(yīng)用范圍更廣且更方便。
[0004]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路，包括A橋電路和B橋電路;包括一個(gè)以上延時(shí)選擇模塊、隔離耦合電路和選擇器U5A;
[0006]—個(gè)以上所述延時(shí)選擇模塊并聯(lián)后一端通過所述隔離耦合電路分別與所述A橋電路和B橋電路的輸入端電連接，另一端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接;所述選擇器U5A的I號(hào)引腳分別通過所述隔離耦合電路與所述A橋電路和B橋電路的輸出端電連接；
[0007]所述延時(shí)選擇模塊包括模式選擇控制開關(guān)Q和延時(shí)電路，所述模式選擇控制開關(guān)Q的輸出端與所述延時(shí)電路的輸入端連接；
[0008]所述延時(shí)電路包括電阻R、二極管D和電容C，所述電阻R的一端與二極管D的陽極端連接，所述電阻R的另一端與所述模式選擇控制開關(guān)Q的輸出端連接;所述電容C的一端接于所述電阻R和電容C的中間，所述電容C的另一端為接地端，所述二極管D的陽極端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接。
[0009]優(yōu)選的，所述模式選擇控制開關(guān)Q為三極管，所述三極管的E極與所述電阻R的另一端連接，所述三極管的C極與所述隔離耦合電路連接。
[0010]優(yōu)選的，所述隔離耦合電路為包括發(fā)光二極管和光敏三極管的隔離光耦電路，所述發(fā)光二極管為所述光敏三極管的導(dǎo)通提供光信號(hào)；
[0011]所述選擇器U5A的2號(hào)引腳一側(cè)，兩所述發(fā)光二極管分別正接于所述A橋電路和B橋電路的輸入端，對(duì)應(yīng)所述發(fā)光二極管數(shù)量的所述光敏三極管串接于所述延時(shí)選擇模塊的輸入端；
[0012]所述選擇器U5A的I號(hào)引腳一側(cè)，兩所述發(fā)光二極管同向并聯(lián)后陰極端與所述選擇器U5A的I號(hào)引腳連接，陽極端與一電壓源VCC連接;與所述發(fā)光二極管親合的光敏三極管分別連接在所述A橋電路和B橋電路的輸出端。
[0013]優(yōu)選的，還包括電阻R3和電阻R4，所述電阻R3和電阻R4串聯(lián)后，電阻R3的另一端與一電壓源VCC連接，電阻R4的另一端接地，所述選擇器U5A的3號(hào)引腳接于電阻R3和電阻R4之間。
[0014]優(yōu)選的，還包括電阻R5，所述電阻R5的一端與所述選擇器U5A的I號(hào)引腳連接，另一端與一電壓源VCC連接。
[0015]本發(fā)明的有益效果:1、允許上下橋臂驅(qū)動(dòng)存在一定的互通時(shí)間，只要互通時(shí)間低于設(shè)定范圍即不觸發(fā)保護(hù)；
[0016]2、驅(qū)動(dòng)時(shí)間可根據(jù)使用的需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，且調(diào)整簡單方便；
[0017]3、可通過不同的工作模式，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)延時(shí)時(shí)間保護(hù)的選擇，適用于各種半橋工作模式；
[0018]4、驅(qū)動(dòng)保護(hù)隔離，不受驅(qū)動(dòng)使用環(huán)境的限制，并可直接使用于IGBT驅(qū)動(dòng)前端，更快捷有效的起保護(hù)，而防止前端驅(qū)動(dòng)損壞帶來的不良后果。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0021]—種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路，包括A橋電路和B橋電路;包括延時(shí)選擇模塊、隔離耦合電路和選擇器U5A;
[0022]—個(gè)以上所述延時(shí)選擇模塊并聯(lián)后一端通過所述隔離耦合電路分別與所述A橋電路和B橋電路的輸入端電連接，另一端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接;所述選擇器U5A的I號(hào)引腳分別通過所述隔離耦合電路與所述A橋電路和B橋電路的輸出端電連接；
[0023]所述延時(shí)選擇模塊包括模式選擇控制開關(guān)Q和延時(shí)電路，所述模式選擇控制開關(guān)Q的輸出端與所述延時(shí)電路的輸入端連接。
[0024]所述延時(shí)電路包括電阻R、二極管D和電容C，所述電阻R的一端與二極管D的陽極端連接，所述電阻R的另一端與所述模式選擇控制開關(guān)Q的輸出端連接;所述電容C的一端接于所述電阻R和電容C的中間，所述電容C的另一端為接地端，所述二極管D的陽極端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接。
[0025]所述模式選擇控制開關(guān)Q為三極管，所述三極管的E極與所述電阻R的另一端連接，所述三極管的C極與所述隔離耦合電路連接。
[0026]所述隔離耦合電路為包括發(fā)光二極管和光敏三極管的隔離光耦電路，所述發(fā)光二極管為所述光敏三極管的導(dǎo)通提供光信號(hào);本實(shí)施例中，隔離耦合電路分別為圖1中的隔離光耦Ul、隔離光耦U2、隔離光耦U3和隔離光耦U4。
[0027]所述選擇器U5A的2號(hào)引腳一側(cè)，兩所述發(fā)光二極管分別正接于所述A橋電路和B橋電路的輸入端，對(duì)應(yīng)所述發(fā)光二極管數(shù)量的所述光敏三極管串接于所述延時(shí)選擇模塊的輸入端；
[0028]所述選擇器U5A的I號(hào)引腳一側(cè)，兩所述發(fā)光二極管同向并聯(lián)后陰極端與所述選擇器U5A的I號(hào)引腳連接，陽極端與一電壓源VCC連接;與所述發(fā)光二極管親合的光敏三極管分別連接在所述A橋電路和B橋電路的輸出端。
[0029]還包括電阻R3和電阻R4，所述電阻R3和電阻R4串聯(lián)后，電阻R3的另一端與一電壓源VCC連接，電阻R4的另一端接地，所述選擇器U5A的3號(hào)引腳接于電阻R3和電阻R4之間。
[0030]還包括電阻R5，所述電阻R5的一端與所述選擇器U5A的I號(hào)引腳連接，另一端與一電壓源VCC連接。
[0031]如圖1所示，當(dāng)原邊PWMA信號(hào)為高電平時(shí)，隔離光耦Ul的發(fā)光二極管被正向?qū)?，同時(shí)導(dǎo)通隔離光耦Ul的副邊(光敏三極管邊)；當(dāng)原邊PWMB信號(hào)為高電平時(shí)，隔離光耦U2的發(fā)光二極管被正向?qū)ǎ瑫r(shí)導(dǎo)通隔離光耦U2的副邊。
[0032]三極管Ql和三極管Q2為模式選擇控制開關(guān)，由于不會(huì)存在兩種工作模式一起工作，因此三極管Ql和三極管Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)M0DEL_A和M0DEL_B不會(huì)同時(shí)為高，為選通信號(hào)。
[0033]電阻Rl和電容Cl以及R2和C2組成兩組不同的延時(shí)時(shí)間，通過調(diào)節(jié)Rl和Cl的大小，可調(diào)整控制PWM存在共通的延時(shí)時(shí)間;Dl和D2為反向截至二極管，防止不同模式下的延時(shí)時(shí)間被相互影響；
[0034]延時(shí)選擇模塊將產(chǎn)生的信號(hào)送給比較器U5A的2腳，并與比較器U5A上3腳的參考電平信號(hào)進(jìn)行比較，從而控制比較器U5A上I腳的輸出電平狀態(tài);U3和U4為驅(qū)動(dòng)拉低光耦，當(dāng)比較器U5A上I腳輸出低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4輸出低電平，因此可將驅(qū)動(dòng)信號(hào)給拉低，讓IGBT關(guān)斷。
[0035]具體工作時(shí)，
[0036](I )、如果只有PffMA或者PffMB中任一一個(gè)為高電平時(shí)，隔離光耦Ul只有一個(gè)會(huì)被導(dǎo)通，此時(shí)不管三極管Ql和Q2是否有模式驅(qū)動(dòng)信號(hào)，選擇器U5A上2腳的輸入都為低電平(定義2腳電平為V2)，低于3腳上的電平(定義3腳電平為V3)，而
[0037]V3 = VCC*R3/(R3+R4)；
[0038]因此選擇器U5A上I腳為上拉VCC高電平信號(hào)(定義I腳電平為VI)，V1= VCC，驅(qū)動(dòng)拉低光親U3和驅(qū)動(dòng)拉低光親U4不會(huì)被導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)拉低光親U3和驅(qū)動(dòng)拉低光親U4副邊的輸出電平隨電路正常電平信號(hào)，因此不會(huì)影響半橋驅(qū)動(dòng)的正常工作；
[0039](2)如果PWMA或者P麗B同時(shí)出現(xiàn)高電平驅(qū)動(dòng)，隔離光耦Ul和隔離光耦U2被導(dǎo)通，VCC通過隔離光耦Ul和隔離光耦U2的副邊連通到三極管Ql和三極管Q2的C極，取隔離光耦副邊的導(dǎo)通壓降Vu，此時(shí)，Vc = VCC-2VU，此時(shí)分兩種情況:
[0040]a)如果三極管Ql的驅(qū)動(dòng)信號(hào)M0DEL_A為高，三極管Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)M0DEL_B為低，那么“延時(shí)選擇模塊A”起作用，VCC通過隔離光耦Ul和隔離光耦U2，以及三極管Ql的C極、E極給電阻Rl和電容Cl供電，通過電阻Rl和電容Cl形成電壓上升時(shí)間常數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)間Ta后達(dá)到電平Vta，在此之間，V2 = Vta-VdI，VdI為反向截至二極管Dl正向上的電壓值；
[0041 ] 假設(shè)此時(shí)V2 = V3 = VCC*R3/(R3+R4)為臨界點(diǎn)，因此PffMA和PffMB在共通時(shí)間大于Ta時(shí)，比較器U5A輸出電平將被置低，使得驅(qū)動(dòng)拉低光親U3和驅(qū)動(dòng)拉低光親U4導(dǎo)通，將驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4的副邊輸出拉低，以此來關(guān)閉驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所控制的IGBT不工作，從而起到保護(hù)作用；如果PWMA和PffMB的共通時(shí)間小于Ta，V2將在達(dá)到V3電平之前停止電壓上升，因此選擇器U5A的輸出還是為高，驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4也不會(huì)被導(dǎo)通，同時(shí)也就不會(huì)被驅(qū)動(dòng)拉低，IGBT在設(shè)定允許的共同時(shí)間Ta內(nèi)繼續(xù)保持正常驅(qū)動(dòng)工作。
[0042]b)如果三極管Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)M0DEL_B為高，三極管Ql的驅(qū)動(dòng)信號(hào)M0DEL_A為低，那么“延時(shí)選擇模塊A”起作用，VCC通過隔離光耦Ul和隔離光耦U2，以及三極管Q2的C極、E極給電阻R2和電容C2供電，通過電阻R2和電容C2形成的電壓上升時(shí)間常數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)間Tb后達(dá)到電平Vtb，在此之間，V2 = Vtb-Vd2，Vd2為反向截至二極管D2正向上的電壓值；
[0043]假設(shè)此時(shí)V2 = V3 = VCC*R3/(R3+R4)為臨界點(diǎn)，因此PffMA和PffMB在共通時(shí)間大于Tb時(shí)，比較器U5A輸出電平將被置低，使得驅(qū)動(dòng)拉低光親U3和驅(qū)動(dòng)拉低光親U4導(dǎo)通，將驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4的副邊輸出拉低，以此來關(guān)閉驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所控制的IGBT不工作，從而起到保護(hù)作用；如果PWMA和PffMB的共通時(shí)間小于Tb，V2將在達(dá)到V3電平之前停止電壓上升，因此選擇器U5A的輸出還是為高，驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4也不會(huì)被導(dǎo)通，同時(shí)也就不會(huì)被驅(qū)動(dòng)拉低，IGBT在設(shè)定允許的共同時(shí)間Tb內(nèi)繼續(xù)保持正常驅(qū)動(dòng)工作。
[0044]從以上電路工作狀態(tài)分析可看出，經(jīng)過模式信號(hào)M0DEL_A和M0DEL_B的選擇，可使驅(qū)動(dòng)PWMA和PWMB分別存在小于Ta和Tb的共同導(dǎo)通時(shí)間，且通過電阻Rl和電容Cl、電阻R2和電容C2的不同值選擇，可調(diào)整Ta和Tb延長時(shí)間的長短。如果不需要延遲時(shí)間，可將電阻短路，并取消對(duì)應(yīng)的電容的使用;如果PWMA和PffMB—旦出現(xiàn)共同高壓時(shí)，最終驅(qū)動(dòng)將會(huì)立即被拉低，從而起保護(hù)作用。
[0045]同時(shí)，如果有多路PWM需要防止共通，可參照“延時(shí)電路部分”，增加“延時(shí)電路C”“延時(shí)電路D”等，實(shí)現(xiàn)多路PWM延時(shí)共通自鎖電路。另外，采用電阻Rl和電容Cl組成的延時(shí)電路精度不高，可更換精度更高的延時(shí)器來來達(dá)到所需目的，而這樣等同替換和增加的方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0046]通過以上工作狀態(tài)的說明，可以看出本發(fā)明具備:I)延時(shí)時(shí)間可根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整;2)可根據(jù)不同工作模式選擇延時(shí)時(shí)間進(jìn)行保護(hù);3)允許PWMA和PffMB的共通，只要設(shè)定好延時(shí)時(shí)間，即使對(duì)部分架構(gòu)允許上下橋臂互通的電路也能起到的有效;4)輸入輸出光耦隔離，可以根據(jù)需求更容易安排此電路的位置，不受驅(qū)動(dòng)限制。
[0047]以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實(shí)施方式】，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路，包括A橋電路和B橋電路，其特征在于:包括延時(shí)選擇模塊、隔離耦合電路和選擇器U5A; 一個(gè)以上所述延時(shí)選擇模塊并聯(lián)后一端通過所述隔離耦合電路分別與所述A橋電路和B橋電路的輸入端電連接，另一端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接;所述選擇器U5A的I號(hào)引腳分別通過所述隔離耦合電路與所述A橋電路和B橋電路的輸出端電連接； 所述延時(shí)選擇模塊包括模式選擇控制開關(guān)Q和延時(shí)電路，所述模式選擇控制開關(guān)Q的輸出端與所述延時(shí)電路的輸入端連接； 所述延時(shí)電路包括電阻R、二極管D和電容C，所述電阻R的一端與二極管D的陽極端連接，所述電阻R的另一端與所述模式選擇控制開關(guān)Q的輸出端連接;所述電容C的一端接于所述電阻R和電容C的中間，所述電容C的另一端為接地端，所述二極管D的陽極端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路，其特征在于:所述模式選擇控制開關(guān)Q為三極管，所述三極管的E極與所述電阻R的另一端連接，所述三極管的C極與所述隔離耦合電路連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路，其特征在于:所述隔離耦合電路為包括發(fā)光二極管和光敏三極管的隔離光耦電路，所述發(fā)光二極管為所述光敏三極管的導(dǎo)通提供光信號(hào)； 所述選擇器U5A的2號(hào)引腳一側(cè)，兩所述發(fā)光二極管分別正接于所述A橋電路和B橋電路的輸入端，對(duì)應(yīng)所述發(fā)光二極管數(shù)量的所述光敏三極管串接于所述延時(shí)選擇模塊的輸入端； 所述選擇器U5A的I號(hào)引腳一側(cè)，兩所述發(fā)光二極管同向并聯(lián)后陰極端與所述選擇器U5A的I號(hào)引腳連接，陽極端與一電壓源VCC連接;與所述發(fā)光二極管親合的光敏三極管分別連接在所述A橋電路和B橋電路的輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路，其特征在于:還包括電阻R3和電阻R4，所述電阻R3和電阻R4串聯(lián)后，電阻R3的另一端與一電壓源VCC連接，電阻R4的另一端接地，所述選擇器U5A的3號(hào)引腳接于電阻R3和電阻R4之間。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種模式控制驅(qū)動(dòng)自鎖保護(hù)電路，其特征在于:還包括電阻R5，所述電阻R5的一端與所述選擇器U5A的I號(hào)引腳連接，另一端與一電壓源VCC連接。
【文檔編號(hào)】H02M1/08GK105871185SQ201610264704
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】古元, 林為, 謝銳宏, 封寧波, 白維, 尹曉娟, 聶文強(qiáng), 李靜靜, 向延釗, 丁鑄
【申請(qǐng)人】佛山市新光宏銳電源設(shè)備有限公司