用于高频电刀的半桥隔离驱动电路制造技术

一种用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，包括隔离电源和驱动电路；其中，隔离电源包括六路反向缓冲器U1、调谐电阻R1和R2、调谐电容C5、旁路电容C6、隔直电容C7、MOS管Q1、隔离变压器T1、整流二极管D1、滤波电容C3和C1和稳压电源U2；驱动电路包括隔离驱动芯片U3、自举二极管D2、自举电容C8、电阻R5、限流电阻R4和R6、旁路电容C10、NMOS晶体管Q2和Q3；隔离电源部分用于产生驱动半桥电路晶体管所需的电压源，驱动电路部分是通过隔离驱动芯片及其外围电路，将两路驱动源信号转换为可以直接驱动不共地的半桥电路驱动信号。本实用新型专利技术安全性高、稳定性好，达到了简化结构、降低成本、提高功率放大器转换效率的效果。

Half bridge isolated driving circuit for high frequency electric knife

A half-bridge isolation drive circuit for a high-frequency electric knife includes an isolation power supply and a drive circuit, wherein the isolation power supply comprises a six-way reverse buffer U1, a tuning resistor R1 and R2, a tuning capacitor C5, a bypass capacitor C6, an isolation capacitor C7, a MOS transistor Q1, an isolation transformer T1, a rectifier diode D1, a filter capacitor C3 and C1, and a voltage stabilizer. Source U2; drive circuit includes isolation drive chip U3, bootstrap diode D2, bootstrap capacitor C8, resistance R5, current limiting resistors R4 and R6, bypass capacitor C10, NMOS transistor Q2 and Q3; isolation power supply is used to generate the voltage source needed to drive the half-bridge circuit transistor, the drive circuit is through isolation drive chip and its peripheral electricity. The two paths drive source signals are converted to drive signals which can directly drive the half bridge circuit without common ground. The utility model has high safety and good stability, and achieves the effect of simplifying the structure, reducing the cost and improving the conversion efficiency of the power amplifier.

【技术实现步骤摘要】
用于高频电刀的半桥隔离驱动电路
本技术涉及一种电子医疗设备，具体涉及一种用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，属于高频电刀

技术介绍
请参阅图1，传统的高频电刀功率放大器的驱动电路多是利用模拟电路产生高频信号VINA、VINB，经过缓冲电路U4增大电流驱动能力，再控制晶体管Q4、Q5的交替通断和变压器T2、T3的耦合作用产生隔离后的驱动信号，用来驱动两个NMOS管Q6、Q7组成的半桥电路。这种电路所需元器件比较多，电路板体积较大，成本也高。另外，因为是变压器耦合之后的波形是正弦波，直接驱动晶体管会造成较大的热损耗，高频功率放大器效率低于方波驱动电路。因此高集成化、高可靠性的驱动电路是一种发展趋势。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种安全性高、稳定性好的用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，达到简化结构、降低成本、提高功率放大器转换效率的目的。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，其特征在于：所述半桥隔离驱动电路包括隔离电源和驱动电路两部分；其中，隔离电源包括：六路反向缓冲器U1、调谐电阻R1和R2、调谐电容C5、旁路电容C6、隔直电容C7、MOS管Q1、隔离变压器T1、整流二极管D1、滤波电容C3和C1和稳压电源U2；所述六路反向缓冲器U1的VCC正电源脚接直流电源VCC2，VSS负电源脚接地GND；所述稳压电源U2的输出脚OUT接隔离电源VCC3，输出脚COM接隔离地GNDB；驱动电路包括：隔离驱动芯片U3、自举二极管D2、自举电容C8、电阻R5、限流电阻R4和R6、旁路电容C10、NMOS晶体管Q2和Q3；所述自举二极管D2正端接隔离电源VCC3，负端接所述隔离驱动芯片U3的VDDA电源脚；所述自举电容C8正端接所述自举二极管D2负端，负端接所述隔离驱动芯片U3的GNDA输出脚；所述隔离驱动芯片U3的VDDB电源脚接隔离电源VCC3，输出脚GNDB接隔离地GNDB。进一步地，所述六路反向缓冲器U1的型号为CD4049，用于产生驱动所述MOS管Q1开关的方波信号，所述调谐电阻R1、R2和调谐电容C5用于调节该方波信号的频率，所述方波信号经过所述隔直电容C7将直流部分隔断之后驱动所述MOS管Q1的导通与断开。进一步地，所述MOS管Q1经过连续导通和关断，将所述直流电源VCC2转换为交流信号，再通过所述隔离变压器T1的耦合作用转换为隔离后的交流电源，该隔离后的交流电源经过所述整流二极管D1的整流作用和所述滤波电容C3、C1的滤波之后重新转换为直流电源，该直流电源再经过所述稳压电源U2之后得到所需的隔离电源VCC3。进一步地，所述旁路电容C6用于滤掉所述隔离驱动芯片U1的直流电源VCC2上的高频成分。进一步地，所述隔离驱动芯片U3的型号为ADuM4223，能够提供4A的峰值输出电流，输入至输出隔离电压达5000Vrms，该隔离驱动芯片U3具有欠压保护功能，不同后缀型号对应不同关断电压：ADuM4223A关断电压为4.1V；ADuM4223B关断电压为7.0V；ADuM4223C关断电压为11.0V。进一步地，所述隔离驱动芯片U3的VIA输入脚接的信号VINA及VIB输入脚接的信号VINB为半桥电路驱动信号源，该信号源VINA和VINB为CMOS逻辑电平。进一步地，所述隔离驱动芯片U3的DISABLE输入脚为输入禁用管脚，该管脚经所述电阻R5接地GND，表示不禁用隔离驱动芯片输入。进一步地，所述半桥隔离驱动电路具有旁路电容C10、C9和C11，该旁路电容C10用于滤掉所述隔离驱动芯片U3的电源VCC1上的高频成分，所述旁路电容C9一端接所述隔离驱动芯片U3的VDDA电源脚，另一端接隔离地GNDA，所述旁路电容C11一端接所述隔离驱动芯片U3的VDDB电源脚，另一端接隔离地GNDB。进一步地，所述NMOS晶体管Q2和Q3组成不共地的半桥电路，该半桥电路单独由所述隔离电源VCC3供电；当NMOS晶体管Q3导通时，所述自举二极管D2导通，所述隔离电源VCC3为所述自举电容C8充电，当NMOS晶体管Q3截止时，所述自举二极管D2截止，所述自举电容C8将所述隔离驱动芯片U3的VDDA输出脚电压上抬至所述隔离电源VCC3加上电源+HV的电压，形成自举为NMOS晶体管Q2提供驱动电压。进一步地，所述半桥隔离驱动电路采用方波直接驱动晶体管，驱动效率高于正弦波驱动，所述限流电阻R4和R6用于降低尖峰电压，以避免“振铃”现象。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：1、精简了电路，缩小了电路板体积；2、提高了高频功率放大器的转换效率；3、输入至输出耐受电压可达5000Vrms；4、增加了欠压自锁功能，当电源电压低于阈值电压时，能够关闭输出驱动信号；5、3.3V至5V的COMS输入逻辑电平，单片机端口可直接驱动，无需电平转换；6、仅单独一个隔离电源VCC3即可驱动半桥电路中两个不共地的NMOS晶体管Q2和Q3。附图说明图1是传统的半桥隔离驱动电路。图2是本技术的隔离电源部分电路图。图3是本技术的驱动电路部分电路图。图4是本技术的结构框图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细的描述。请参阅图4，所述半桥隔离驱动电路包括隔离电源和驱动电路两部分；隔离电源部分用于产生驱动半桥电路晶体管所需的电压源；驱动电路部分是通过隔离驱动芯片及其外围电路，将两路驱动源信号转换为可以直接驱动不共地的半桥电路驱动信号。图2是本技术的隔离电源部分的电路图，该隔离电源部分包括六路反向缓冲器U1、调谐电阻R1和R2、调谐电容C5、旁路电容C6、隔直电容C7、MOS管Q1、隔离变压器T1、整流二极管D1、滤波电容C3和C1、稳压电源U2。所述六路反向缓冲器U1的型号为CD4049，用于产生驱动所述MOS管Q1开关的方波信号。所述调谐电阻R1、R2和调谐电容C5用于调节该方波信号的频率，该调谐电阻R1和R2分别接六路反向缓冲器U1的L脚和F脚，所述调谐电容C5接U1的K脚。上述方波信号经过所述隔直电容C7将直流部分隔断之后驱动所述MOS管Q1的导通与断开。所述隔直电容C7一端连接六路反向缓冲器U1的G、H和I脚，另一端连接所述MOS管Q1的G极。所述六路反向缓冲器U1的VCC正电源脚接电源VCC2，所述六路反向缓冲器U1的VSS负电源脚接地GND。所述六路反向缓冲器U1的A、B、C和J脚接在一起。,所述隔离变压器T1的原边线圈一端连接电源VCC2，另一端连接所述MOS管Q1的D极。所述隔离变压器T1的副边线圈一端连接所述整流二极管D1的正端，另一端连接所述滤波电容C3的负端和隔离地GNDB。所述稳压电源U2的型号为LM7812，其输出脚OUT接隔离电源VCC3，输入脚IN接所述整流二极管D1的负端和所述滤波电容C3的正端，输出脚COM接隔离地GNDB。所述旁路电容C6用于滤掉所述隔离驱动芯片U1的电源VCC2上的高频成分，其一端接所述六路反向缓冲器U1的VCC电源脚，另一端接地GND。所述MOS管Q1经过连续导通和关断将直流电源VCC2转换为交流信号，再通过所述隔离变压器T1的耦合作用转换为隔离后的交流电源，该隔离后的交流电源经过所述整流二极管D1的整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，其特征在于：所述半桥隔离驱动电路包括隔离电源和驱动电路两部分；其中，隔离电源包括：六路反向缓冲器U1、调谐电阻R1和R2、调谐电容C5、旁路电容C6、隔直电容C7、MOS管Q1、隔离变压器T1、整流二极管D1、滤波电容C3和C1和稳压电源U2；所述六路反向缓冲器U1的VCC正电源脚接直流电源VCC2，VSS负电源脚接地GND；所述稳压电源U2的输出脚OUT接隔离电源VCC3，输出脚COM接隔离地GNDB；驱动电路包括：隔离驱动芯片U3、自举二极管D2、自举电容C8、电阻R5、限流电阻R4和R6、旁路电容C10、NMOS晶体管Q2和Q3；所述自举二极管D2正端接隔离电源VCC3，负端接所述隔离驱动芯片U3的VDDA电源脚；所述自举电容C8正端接所述自举二极管D2负端，负端接所述隔离驱动芯片U3的GNDA输出脚；所述隔离驱动芯片U3的VDDB电源脚接隔离电源VCC3，输出脚GNDB接隔离地GNDB。

【技术特征摘要】
1.一种用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，其特征在于：所述半桥隔离驱动电路包括隔离电源和驱动电路两部分；其中，隔离电源包括：六路反向缓冲器U1、调谐电阻R1和R2、调谐电容C5、旁路电容C6、隔直电容C7、MOS管Q1、隔离变压器T1、整流二极管D1、滤波电容C3和C1和稳压电源U2；所述六路反向缓冲器U1的VCC正电源脚接直流电源VCC2，VSS负电源脚接地GND；所述稳压电源U2的输出脚OUT接隔离电源VCC3，输出脚COM接隔离地GNDB；驱动电路包括：隔离驱动芯片U3、自举二极管D2、自举电容C8、电阻R5、限流电阻R4和R6、旁路电容C10、NMOS晶体管Q2和Q3；所述自举二极管D2正端接隔离电源VCC3，负端接所述隔离驱动芯片U3的VDDA电源脚；所述自举电容C8正端接所述自举二极管D2负端，负端接所述隔离驱动芯片U3的GNDA输出脚；所述隔离驱动芯片U3的VDDB电源脚接隔离电源VCC3，输出脚GNDB接隔离地GNDB。2.根据权利要求1所述的用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，其特征在于：所述六路反向缓冲器U1的型号为CD4049，用于产生驱动所述MOS管Q1开关的方波信号，所述调谐电阻R1、R2和调谐电容C5用于调节该方波信号的频率，所述方波信号经过所述隔直电容C7将直流部分隔断之后驱动所述MOS管Q1的导通与断开。3.根据权利要求1所述的用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，其特征在于：所述MOS管Q1经过连续导通和关断，将所述直流电源VCC2转换为交流信号，再通过所述隔离变压器T1的耦合作用转换为隔离后的交流电源，该隔离后的交流电源经过所述整流二极管D1的整流作用和所述滤波电容C3、C1的滤波之后重新转换为直流电源，该直流电源再经过所述稳压电源U2之后得到所需的隔离电源VCC3。4.根据权利要求1所述的用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，其特征在于：所述旁路电容C6用于滤掉所述隔离驱动芯片U1的直流电源VCC2上的高频成分。5.根据权利要求1所述的用于高频电刀的半桥隔离驱动电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧孔武，
申请(专利权)人：上海沪通电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31