一种三相功率驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种三相功率驱动电路，包括方波发生器、时序控制器及功率驱动电路；方波发生器发出方波信号，作为时序控制器的时钟信号；时序控制器产生三路方波信号，输入到功率驱动器IR2130；功率驱动器IR2130收到时序控制器产生的方波信号，对其进行译码，产生三相上、下桥臂六路驱动控制信号，施加到六个功率管上，使功率管产生三相功率驱动信号。本发明专利技术基于功率驱动芯片IR2130实现，具有集成度高、多路输出、单电源驱动等优点，大大降低了电路设计的复杂度。IR2130固有的死区时间保证同一相上下桥臂两个功率管不会同时导通，提高了系统的可靠性。本三相功率驱动电路采用大功率开关管，具有大功率输出功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三相功率驱动电路，特别涉及一种基于IR2130的三相桥式功率驱动电路，属于电路

技术介绍
在传统的三相桥式电路中，主电路功率开关器件常采用IGBT或MOSFET等全控型器件，IGBT、MOSFET都为MOS门极器件，它对门极驱动电路的要求有以下几点：1.门极驱动电路输出的驱动信号相对源极幅值在±10V～±15V之间，以保证被驱动MOS门功率器件饱和导通或可靠关断。2.门极驱动电路的输出阻抗要尽可能的低，以使被驱动的门极电容快速充放电，使被驱动MOS门功率器件快速导通或关断，以减少开关损耗。3.门极驱动电路应具有悬浮输出功能，可同时驱动高压侧与低压侧的MOS门功率器件。4.门极驱动电路应具有很好的频率特性，在最高工作电压及频率之下，其自身损耗较少。5.在被驱动功率器件过流、短路或门极驱动电路自身电源过电压或欠电压时，门极驱动电路能对被驱动MOS门功率器件进行快速有效的保护。6.门极驱动电路要尽可能的简单，其分布参数要尽可能的小。应用分立器件来构成满足上述要求的驱动电路是至今常用的方法之一。由于分立元件的温度漂移性，版图排列的分布参数等问题难以很好解决，加之每一个MOS门功率器件需一个门极驱动电路，多功率MOS门器件系统应用这种驱动电路复杂而庞大，使应用受到了极大限制。构成MOS门功率器件驱动电路的另一个有效办法是采用目前国内市场上可买到的集成电路芯片——如IR2110，EXB840等等，这些器件的优点在于简化了驱动电路的设计，但每一个芯片仍需一到两个悬浮电源，且每片电路仅可驱动一到两只MOS门功率器件，对三相全桥功率电路，驱动电路独立电源数较多，应用仍有不便。
技术实现思路
本专利技术的目的：本专利技术对传统的三相桥式电路结构原理进行改进，减少分立元器件数量，简化门极驱动电路结构，减少驱动电路独立电源数，提高功率器件导通可靠性。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种三相功率驱动电路，其特征是，包括方波发生器、时序控制器及功率驱动电路，其中，功率驱动电路中包括功率驱动器IR2130及六个功率管；方波发生器发出方波信号，作为时序控制器的时钟信号；时序控制器产生三路方波信号，输入到功率驱动器IR2130；功率驱动器IR2130收到时序控制器产生的方波信号，对其进行译码，产生三相上、下桥臂六路驱动控制信号，施加到六个功率管上，使功率管产生三相功率驱动信号。所述方波发生器中包括石英晶体振荡器和CD4060B计数器，由CD4060B计数器对石英晶体振荡器产生的频率信号进行分频，输出方波信号至时序控制器。所述方波发生器发出频率2.4kHz、低电平0V、高电平5V的方波信号。所述时序控制器中包括三路D触发器和三输入与门，三路D触发器的输出端连接至三输入与门的输入端。三个D触发器输出信号分别为Q1、Q2、Q3、三输入与门输入信号为三输入与门的输出信号作为三个D触发器的清零端。所述时序控制器产生频率400Hz、相位差为120度的三路方波信号。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术基于功率驱动芯片IR2130实现，具有集成度高、多路输出、单电源驱动等优点，大大降低了电路设计的复杂度。IR2130固有的死区时间保证同一相上下桥臂两个功率管不会同时导通，提高了系统的可靠性。本三相功率驱动电路采用大功率开关管，具有大功率输出功能。附图说明图1三相功率驱动电路原理图。图2方波发生器原理图。图3时序控制器原理图。图4HIN1HIN2HIN3状态转换图。图5三相功率驱动电路原理图。图6三相输出时序图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本三相功率驱动电路由方波发生器、时序控制器及三相功率驱动电路组成，如图1所示。其中，方波发生器由石英晶体振荡器和CD4060B计数器组成，时序控制器由三路D触发器和三输入与门组成，三相功率驱动电路由功率驱动器IR2130及六个功率管输出电路组成。电路工作过程如下：方波发生器发出频率2.4kHz，低电平0V，高电平5V的方波信号，作为时序控制器的时钟信号。时序控制器产生频率400Hz，相位差为120度的三路方波信号，输入到功率驱动器IR2130。IR2130接收到此信号，对其进行译码，产生三相上、下桥臂六路驱动控制信号，六路驱动控制信号经过外围电阻，施加到六个开关管上，使其产生三相功率驱动信号。下面具体介绍各部分电路的设计过程。1.方波发生器设计图2中，CD4060B是一个分频计，输出频率与输入频率关系如下：f(Qn)＝f(CKI)/2n，当n＝12时，f(Q12)＝f(CKI)/212＝9.8304MHz/212＝2.4kHz。输出的CLK时钟信号是频率2400Hz，低电平0V，高电平5V的方波信号，用作后级电路的输入信号。2.时序控制器设计时序控制器的作用是给后级三相功率驱动电路提供六路输入控制信号，如图3所示。其中，CLK是方波发生器输出的2400Hz时钟信号；HIN1、HIN2、HIN3是频率400Hz，低电平0V，高电平5V，相位差120度的三相方波信号。LIN1、LIN2、LIN3分别与HIN1、HIN2、HIN3相位相反。图3中，三个D触发器CD4013B分别编号D1、D2、D3。三输入与门CD4073B编号D4。为便于分析，把D1输出信号编号Q1、D2输出信号编号Q2、D3输出信号编号Q3、由图3可见，三输入与门输入信号为输出信号作为三个D触发器的清零端。根据D1、D2、D3的连线关系，各输出信号满足驱动方程：Q‾1(n+1)=Q3(n)---(1)]]>Q2(n+1)＝Q1(n)                 (2)Q3(n+1)＝Q2(n)                 (3)由图3可见，HIN2＝Q2，任何时候，HIN1HIN2HIN3有000～111八种状态。当HIN1HIN2HIN3(n)=Q1‾Q2Q3‾(n)=111]]>时，根据公式(1)～(3)可得HIN1HIN2HIN3(n+1)=Q1‾Q2Q3‾(n+1)=Q3Q1Q2‾(n)=000.]]>当HIN1HIN2HIN3(n)=Q1‾Q2Q3‾(n)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相功率驱动电路，其特征是，包括方波发生器、时序控制器及功率驱动电路，其中，功率驱动电路中包括功率驱动器IR2130及六个功率管；方波发生器发出方波信号，作为时序控制器的时钟信号；时序控制器产生三路方波信号，输入到功率驱动器IR2130；功率驱动器IR2130收到时序控制器产生的方波信号，对其进行译码，产生三相上、下桥臂六路驱动控制信号，施加到六个功率管上，使功率管产生三相功率驱动信号。

【技术特征摘要】
1.一种三相功率驱动电路，其特征是，包括方波发生器、时序控制器及功率驱动电路，其中，功率驱动电路中包括功率驱动器IR2130及六个功率管；
方波发生器发出方波信号，作为时序控制器的时钟信号；
时序控制器产生三路方波信号，输入到功率驱动器IR2130；
功率驱动器IR2130收到时序控制器产生的方波信号，对其进行译码，产生三相上、下桥臂六路驱动控制信号，施加到六个功率管上，使功率管产生三相功率驱动信号。
2.根据权利要求1所述的三相功率驱动电路，其特征是，所述方波发生器中包括石英晶体振荡器和CD4060B计数器，由CD4060B计数器对石英晶体振荡器产生的频率信号进行分频，输出方波信号至时序控制器。
3.根据权利要求1或2所述的三相功...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵娇，张浩然，房建峰，李金宝，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32