專利名稱：隔離型功率管驅動器的制作方法
技術領域：
本實用新型的應用領域為電力電子技術領域，主要涉及一種隔離型功率管驅動器。
背景技術：
高壓型功率管在數控機床、汽車電子、開關電源、數字音響、無線通訊等領域有著廣泛的應用。在現有的技術中，功率驅動器一般工作在低電壓領域，難以滿足高電壓應用領域的需求。如今面世的高壓集成電路(HVIC)多應用在IKV以下的全橋或半橋控制領域， 功率管驅動器多應用在100V以下有應用領域，千伏級功率管驅動領域一直是一片空白，它們共同面對的難題是功率器件與控制部分共地而帶來的干擾無法從根本上解決。如何提高功率管在高電壓控制領域工作的穩(wěn)定性、有效發(fā)揮其性能是當務之急。

實用新型內容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種隔離型功率管驅動器，有效解決了現有技術中的問題，可應用于高電壓功率管控制領域，驅動能力強，開關速度快，性能穩(wěn)定。本實用新型采用以下技術方案一種隔離型功率管驅動器，其特征在于所述隔離型功率管驅動器包括PWM控制器、輸入驅動器、隔離電路、輸出驅動電路和功率管控制電路；所述PWM控制器，用于輸出頻率和占空比可調的方波信號，所述方波信號為TTL電平或CMOS電平；所述輸入驅動器，用于實現輸入級的TTL或CMOS邏輯信號到后級電路所需電平的轉換；所述隔離電路，用于實現輸入級控制信號與輸出級功率信號的隔離；所述輸出驅動電路，用于將隔離電路輸出的邏輯信號轉換為功率控制信號；所述功率管控制電路，用于根據輸出驅動電路提供的控制信號來判斷控制功率管開通或關斷；所述輸出驅動電路的信號地接功率管的源極，信號輸出端接功率管的柵極，功率管的漏極接電源VCC3。進一步，所述電流型開關電路包括P溝道場效應管、N溝道場效應管、電阻和電容。進一步，所述輸出負載電路包括柵極電阻、功率場效應管和負載電阻。進一步，所述隔離電路包括信號隔離電路和電源隔離電路。本實用新型的有益效果是本實用新型為一種可應用于高電壓領域控制的功率管驅動器，是基于信號隔離及電源隔離的功率管驅動器，區(qū)別于普通商用的非隔離型功率管驅動器。本實用新型可以應用于高電壓功率管控制領域，結構簡單，易于實現；驅動能力強，可以有效降低場效應管柵極電容的影響；關速度快，可以滿足不同應用場所的需求。

圖I是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新的電路原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實例對本實用新型作進一步描述如圖I所示，本實用新型包括PWM控制器I、輸入驅動器2、隔離電路3、輸出驅動電路4和功率管控制電路5。PWM控制器I用于輸出頻率和占空比可調的方波信號，由PWM控制器I輸出的方波信號可以為TTL電平或CMOS電平。輸入驅動器2用于實現輸入級的TLL電平到后級電路所需電平的轉換；隔離電路3用于實現輸入級控制信號與輸出級功率信號的隔離，經輸出驅動電路4，隔離后的控制 信號可由功率管控制電路5用于控制功率管的導通和關斷。輸出驅動電路4用于將隔離電路3輸出的邏輯信號轉換為功率控制信號，功率管控制電路5用于根據輸出驅動電路4提供的控制信號來判斷控制功率管開通或關斷。如圖2所示，輸入驅動器2的功能是將輸入的TTL或CMOS邏輯信號(通常為PWM信號)轉變成可以控制功率管工作的控制信號(通常為10伏級的邏輯信號)；輸入級的TTL電平是來自PWM控制器I或高速時鐘的信號，它所在的邏輯電平不能直接用來驅動大功率場效應管，經輸入驅動器出來的邏輯信號在為O伏或12伏，可以用來驅動大功率場效應管。高速低延遲的輸入驅動器2將輸入級的TTL電平轉換為O到10伏級邏輯電平，足以控制功率管的工作。隔離電路3用于實現驅動電路輸出與后級驅動級的電氣隔離。隔離電路3共包括控制邏輯隔離(信號隔離)電路和電源隔離電路兩部分。其中邏輯隔離和電源隔離可以根據應用場所選擇電氣隔離的級別。電源隔離為后級的驅動器提供功率輸入。經過隔離電路3，低電壓輸入控制級的信號與高電壓輸出級完全實現了電氣上的隔離。輸出驅動電路4的作用是將隔離電路3輸出的邏輯信號轉換為功率控制信號。兩種信號的區(qū)別在于其帶負載能力的差異。邏輯信號只提供高低電平，沒有帶負載能力，不能直接用于控制功率管工作。功率控制信號是邏輯信號經驅動之后的信號，有帶負載能力，可以直接用于功率管的控制。輸出驅動電路4包括一個NPN型三極管Ql和一個PNP型三極管Q2，三極管Ql的集電極接電源VCC2，發(fā)射極接三極管Q2的發(fā)射極，基極分別接隔離電路的信號輸出端和三極管Q2的基極，三極管Q2的集電極接地。輸出驅動電路4信號地接功率管的源極，信號輸出端接功率管的柵極，功率管的漏極接電源VCC3。功率管控制電路5的功率控制信號與功率管實現浮地是本實用新型的核心思路。功率控制信號與功率管不共用一套電源，從而可以實現對功率管的控制并且不受功率管供電系統的影響。功率管控制電路5可以取代HVIC的部分功能并彌補其在高電壓控制領域的不足，可以彌補非隔離型驅動器在百伏級應用領域的缺陷?？梢詮V泛應用于大功率BUCK型開關電源、半橋高邊驅動等電路之中。本實用新型的工作過程為PWM控制器I輸出的通常為COMS電平或TTL電平的邏輯控制信號，輸入驅動器2接收PWM控制器I輸出的控制信號，并將其轉換為可以控制開通或關斷功能管的邏輯信號。隔離電路3接收輸入驅動器2的輸出，并實現控制信號在電氣上的隔離。輸出驅動電路4接收隔離電路3輸出的隔離信號，并把其轉換為可以直接驅動功率管的信號。輸出驅動電路4的信號地接功率管的源極，信號輸出接功率管的柵極。實現輸出驅動電路4與功率管控制電路5的浮地，并為功率管控制電路5提供可以控制功率管開通或判斷的控制信號。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本實 新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種隔離型功率管驅動器，其特征在于所述隔離型功率管驅動器包括PWM控制器、輸入驅動器、隔離電路、輸出驅動電路和功率管控制電路；所述PWM控制器，用于輸出頻率和占空比可調的方波信號，所述方波信號為TTL電平或CMOS電平；所述輸入驅動器，用于實現輸入級的TTL或CMOS邏輯信號到后級電路所需電平的轉換；所述隔離電路，用于實現輸入級控制信號與輸出級功率信號的隔離；所述輸出驅動電路，用于將隔離電路輸出的邏輯信號轉換為功率控制信號；所述功率管控制電路，用于根據輸出驅動電路提供的控制信號來判斷控制功率管開通或關斷；所述輸出驅動電路的信號地接功率管的源極，信號輸出端接功率管的柵極，功率管的漏極接電源VCC3。
2.根據權利要求I所述的一種新型功率場效應管驅動器，其特征在于所述電流型開關電路包括P溝道場效應管、N溝道場效應管、電阻和電容。
3.根據權利要求I或2所述的一種新型功率場效應管驅動器，其特征在于所述輸出負載電路包括柵極電阻、功率場效應管和負載電阻。
4.根據權利要求3所述的一種新型功率場效應管驅動器，其特征在于所述隔離電路包括信號隔離電路和電源隔離電路。
專利摘要本實用新型公開了一種隔離型功率管驅動器，所述隔離型功率管驅動器包括PWM控制器、輸入驅動器、隔離電路、輸出驅動電路和功率管控制電路；所述PWM控制器，用于輸出頻率和占空比可調的方波信號，所述方波信號為TTL電平或CMOS電平；所述輸入驅動器，用于實現輸入級的TTL或CMOS邏輯信號到后級電路所需電平的轉換；所述隔離電路，用于實現輸入級控制信號與輸出級功率信號的隔離；所述輸出驅動電路，用于將隔離電路輸出的邏輯信號轉換為功率控制信號；所述功率管控制電路，用于根據輸出驅動電路提供的控制信號來判斷控制功率管開通或關斷。本實用新型有效解決了現有技術中的問題，可應用于高電壓功率管控制領域，驅動能力強，開關速度快，性能穩(wěn)定。
文檔編號H03K19/0175GK202385080SQ201220004449
公開日2012年8月15日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權日2012年1月6日
發(fā)明者夏振宏, 祁素玲, 陳連喜 申請人:河南華南醫(yī)電科技有限公司