一种隔离的开关管驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种隔离的开关管驱动电路，包括定时电路、高频方波生成电路、隔离电路、上升沿调节电路、下降沿调节电路以及开关管，所述定时电路的输入端用于接入触发信号；所述高频方波生成电路的输入端与所述定时电路的输出端连接并生成高频方波信号；所述隔离电路的输入端与所述高频方波生成电路的输出端连接以对所述高频方波信号进行波形转换；所述隔离电路输出的信号分别接入所述上升沿调节电路、下降沿调节电路的输入端，经所述上升沿调节电路、下降沿调节电路进行波形调节后输出至所述开关管，用于控制所述开关管的开通和关断。本发明专利技术可根据需要调整方波信号的脉宽宽度，提高了电路设计的灵活性，可有效保证开关管的可靠开通和关断。

【技术实现步骤摘要】
一种隔离的开关管驱动电路
本专利技术涉及电气与电子领域，更具体地说，涉及一种隔离的开关管驱动电路。
技术介绍
随着科学技术的发展，电气与电子设备已经与人们的生活息息相关，其中有些电气与电子设备的接口电压较高，远远超过人体的安全接触电压，这类电气与电子设备要求断电时，端口电压能在尽量短的时间内降低到安全电压，以降低甚至免除操作人员的触电风险。例如非车载充电机行业就要求设备停止充电之后，1s时间内将高压输出端口的电压降低到人体安全接触电压以下。电气与电子设备端口内部一般都设置有滤波用的电解电容，设备的功率越大，电解电容的容量一般情况也越高，由于电解电容是一种储能器件，自身的放电速度很慢，因此需要提供低阻抗的放电回路才能使得电解电容存储的能量快速释放。目前常用的放电回路由放电电阻和开关管串联组成，当需要放电时，开通开关管将电解电容存储的能量由放电电阻消耗掉。为了保证放电回路的可靠工作，最重要的是提供一套可靠的开关管驱动电路。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种隔离的开关管驱动电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种隔离的开关管驱动电路，包括定时电路、高频方波生成电路、隔离电路、上升沿调节电路、下降沿调节电路以及开关管，所述定时电路的输入端用于接入触发信号；所述高频方波生成电路的输入端与所述定时电路的输出端连接并生成高频方波信号；所述隔离电路的输入端与所述高频方波生成电路的输出端连接以对所述高频方波信号进行波形转换；所述隔离电路输出的信号分别接入所述上升沿调节电路、下降沿调节电路的输入端，经所述上升沿调节电路、下降沿调节电路进行波形调节后输出至所述开关管,用于控制所述开关管的开通和关断。在本专利技术所述的开关管驱动电路中，还包括直流稳压电源VCC，所述直流稳压电源VCC用于给所述定时电路、高频方波生成电路以及下降沿调节电路供电；所述定时电路还用于输出信号至所述下降沿调节电路并触发所述下降沿调节电路的动作。在本专利技术所述的开关管驱动电路中，所述触发信号包括高电平信号、低电平信号、上升沿信号和下降沿信号中的至少一种；所述定时电路包括单稳态触发器，用于根据所述触发信号生成对应的方波信号；所述开关管包括IGBT和MOSFET中的至少一种；所述定时电路还用于输出信号至所述下降沿调节电路并触发所述下降沿调节电路的动作。在本专利技术所述的开关管驱动电路中，所述高频方波生成电路包括集成芯片UC2845及其第一外围电路，用于生成所述高频方波信号。在本专利技术所述的开关管驱动电路中，所述隔离电路包括驱动变压器、整流电路以及第一电容，所述驱动变压器的原边与所述高频方波生成电路的输出端连接以接入所述高频方波信号，所述驱动变压器输出的方波信号经所述整流电路接入所述第一电容的正极，并经所述第一电容滤波后输出至所述上升沿调节电路和下降沿调节电路。在本专利技术所述的开关管驱动电路中，所述驱动变压器包括第一原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，所述整流电路包括二极管D1和二极管D2，所述第一副边绕组和第二副边绕组串联连接之后分别与所述二极管D1和二极管D2的阳极连接，且串联连接点与所述第一电容的负极连接，所述二极管D1和二极管D2的阴极均与所述第二电容的正极连接。在本专利技术所述的开关管驱动电路中，所述上升沿调节电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述第一电容的正极连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和所述开关管的栅极连接，所述第二电阻的另一端与所述第一电容的负极以及所述开关管的源极均接地。在本专利技术所述的开关管驱动电路中，所述下降沿调节电路包括光耦U1及其第二外围电路；所述光耦U1包括原边二极管和副边三极管，所述第二外围电路包括第二电容、二极管D3、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及三极管Q2。在本专利技术所述的开关管驱动电路中，所述原边二极管的阳极接入所述直流稳压电源VCC，所述原边二极管的阴极与所述单稳态触发器的输出端连接，所述副边三极管的集电极分别与所述第二电容的正极以及所述二极管D3的阴极连接，所述第二电容的负极接地，所述二极管D3的阳极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述开关管的栅极连接。在本专利技术所述的开关管驱动电路中，所述副边三极管的发射极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第五电阻的一端以及所述三极管Q2的基极连接，所述第五电阻的另一端与所述三极管Q2的发射极均接地，所述三极管Q2的集电极经所述第六电阻连接到所述开关管的栅极。实施本专利技术的开关管驱动电路，具有以下有益效果：方波信号的脉宽宽度控制方便，通过增加定时电路，可根据需要调整方波信号的脉宽宽度，提高了电路设计的灵活性；电路简洁，安全，可靠，开关管驱动电路的连接方式简洁，控制逻辑清晰，开关管驱动信号的上升沿时间和下降沿时间可调，可有效保证开关管的可靠开通和关断；开关管驱动电路的原副边隔离，通过驱动变压器和光耦实现触发信号与开关管驱动信号的隔离，且整套电路只需要一组外部电源，便于电路的应用设计。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术一种隔离的开关管驱动电路实施例一的逻辑结构图；图2是本专利技术一种隔离的开关管驱动电路实施例一的原理结构图；图3是本专利技术一种隔离的开关管驱动电路实施例一的关键波形图。具体实施方式如图1所示，在本专利技术的一种隔离的开关管驱动电路实施例一的逻辑结构图中，包括定时电路20、高频方波生成电路30、隔离电路40、上升沿调节电路50、下降沿调节电路60以及开关管70，定时电路20的输入端用于接入触发信号10；高频方波生成电路30的输入端与定时电路20的输出端连接并生成高频方波信号；隔离电路40的输入端与高频方波生成电路30的输出端连接以对高频方波信号进行波形转换；隔离电路40输出的信号分别接入上升沿调节电路50、下降沿调节电路60的输入端，经上升沿调节电路50、下降沿调节电路60进行波形调节后输出至开关管70,用于控制开关管70的开通和关断。可以理解的，该开关管驱动电路需要提供2个外部信号，分别为：触发信号10和直流稳压电源VCC，其中触发信号10是开关管驱动电路的动作信号，当开关管驱动电路收到有效的触发信号时，开关管驱动电路才会输出开关管的驱动波形，触发信号10可以是高电平信号，低电平信号，上升沿信号或下降沿信号等，由电路设计决定；直流稳压电源VCC是开关管驱动电路的工作电源，主要给定时电路20，高频方波生成电路30和下降沿调节电路60供电。当定时电路20接收到有效的触发信号10时，定时电路20将输出一个脉宽宽度为t0的方波，方波高电平幅值为VCC，此脉宽宽度由定时电路20的参数决定，且一个有效触发信号10对应一个脉宽为t0的方波。定时电路20将输出的脉宽为t0的方波送到高频方波生成电路30，然后输出一组频率为f，占空比为d的高频方波，该高频方波的高电平幅值为VCC，其频率和占空比均由高频方波生成电路30的参数决定，且整组高频方波的总时间与定时电路20输出的脉宽宽度的时间t0一致。高频方波生成电路30输出的高频方波送入隔离电路40中的驱动变压器原边，驱动变压器的原副边变比为k，k由直流稳压电源VCC和开关管70的驱动电压的比值决定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔离的开关管驱动电路，其特征在于，包括定时电路、高频方波生成电路、隔离电路、上升沿调节电路、下降沿调节电路以及开关管，所述定时电路的输入端用于接入触发信号；所述高频方波生成电路的输入端与所述定时电路的输出端连接并生成高频方波信号；所述隔离电路的输入端与所述高频方波生成电路的输出端连接以对所述高频方波信号进行波形转换；所述隔离电路输出的信号分别接入所述上升沿调节电路、下降沿调节电路的输入端，经所述上升沿调节电路、下降沿调节电路进行波形调节后输出至所述开关管，用于控制所述开关管的开通和关断。

【技术特征摘要】
1.一种隔离的开关管驱动电路，其特征在于，包括定时电路、高频方波生成电路、隔离电路、上升沿调节电路、下降沿调节电路以及开关管，所述定时电路的输入端用于接入触发信号；所述高频方波生成电路的输入端与所述定时电路的输出端连接并生成高频方波信号；所述隔离电路的输入端与所述高频方波生成电路的输出端连接以对所述高频方波信号进行波形转换；所述隔离电路输出的信号分别接入所述上升沿调节电路、下降沿调节电路的输入端，经所述上升沿调节电路、下降沿调节电路进行波形调节后输出至所述开关管，用于控制所述开关管的开通和关断。2.根据权利要求1所述的开关管驱动电路，其特征在于，还包括直流稳压电源VCC，所述直流稳压电源VCC用于给所述定时电路、高频方波生成电路以及下降沿调节电路供电；所述定时电路还用于输出信号至所述下降沿调节电路并触发所述下降沿调节电路的动作。3.根据权利要求1所述的开关管驱动电路，其特征在于，所述触发信号包括高电平信号、低电平信号、上升沿信号和下降沿信号中的至少一种；所述定时电路包括单稳态触发器，用于根据所述触发信号生成对应的方波信号；所述开关管包括IGBT和MOSFET中的至少一种；所述定时电路还用于输出信号至所述下降沿调节电路并触发所述下降沿调节电路的动作。4.根据权利要求1所述的开关管驱动电路，其特征在于，所述高频方波生成电路包括集成芯片UC2845及其第一外围电路，用于生成所述高频方波信号。5.根据权利要求1所述的开关管驱动电路，其特征在于，所述隔离电路包括驱动变压器、整流电路以及第一电容，所述驱动变压器的原边与所述高频方波生成电路的输出端连接以接入所述高频方波信号，所述驱动变压器输出的方波信号经所述整流电路接入所述第一电容的正极，并经所述第一电容滤波后输出至所述上升沿调节电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文勇，李志刚，乔想，
申请(专利权)人：深圳奥特迅电力设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44