用于交流功率控制的集成驱动电路及无级调速控制电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于交流功率控制的集成驱动电路及无级调速控制电路，其中集成驱动电路其特征在于包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第六反相器、第一施密特反相器、第二施密特反相器、第四电阻、第三电阻、第一寄生二极管、第二寄生二极管和稳压二极管。与现有技术相比，本实用新型专利技术的优点在于：利用六个反相器、两个施密特反相器、两个电阻、两个寄生二极管和一个稳压二极管，可以形成如下三个信号输出端，这三个信号输出端刚好可以为给无级调速控制电路提供交流正半周同步信号、交流负半周同步信号和调制脉冲调速信号，该集成驱动电路具有体积小、低功耗、不发热、成本低、效率高、安全性好的优点。

【技术实现步骤摘要】
用于交流功率控制的集成驱动电路及无级调速控制电路
本技术涉及一种用于交流功率控制的集成驱动电路及无级调速控制电路。
技术介绍
目前市面上可以调整交流功率输出的装置大约可区分为以下四种：第一种为自藕变压器调整功率法，自藕变压器是在一个闭合的铁芯上绕两个或以上的线圈，参见附图1所示，当一个线圈通入交流电源时(就是初级线圈)，线圈中流过交变电流，这个交变电流在铁芯中产生交变磁场，交变主磁通在初级线圈中产生自身感应电动势，同时另外一个线圈(就是次级线圈)中感应互感电动势。利用增加电机内的线圈匝数，取出接头连接机械开关，用增加线圈匝数即可以进行无级交流功率调整。自耦变压器在不需要初、次级隔离的场合均有普遍的应用，具有耗材少、寿命长的优点。但是自耦变压器的高、低压无法绝缘，只适用在低压使用，并且为使输出容量大，变压比只能在1.05～1.25间。第二种为相位控制调整功率法，其利用可变电阻对电容器的充放电时间，当充电电压达到双向触发二极管崩溃电压时，双向可控硅闸极可得到一等同充电时间的触发信号所产生一触发角度，进而控制负载端的功率大小，其电路原理图参见图2所示。相位控制调整功率法具有可做无级的功率调整及电子控制板成本低的优点，但是这种方法只能对电阻性负载进行控制，对电感性负载例如交流电机在低转速运转时易产生电磁切割声音，存在噪声大的缺点，并且由于通过改变输入电源的相位以取的平均电流的改变，致使交流电源波形产生变异，使产品很难通过EMC/EMI的安规认证。第三种为变频H桥调整功率法，其主要电路原理图参见图3所示，主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。通过内部MOS管的开断来调整输出电源的电压和频率，进而达到节能、调速的目的。变频H桥调整功率法可做到高精度的无级功率调整，然而其缺点也非常明显，主要体现在：1、将交流电转成纯直流或是脉动直流电后，透过由单片机控制输出与H桥所形成的上下臂驱动，再次转成类旋波或是旋波输出，易造成转换损失，效率差的缺点；2、因是利用传统的H桥上下臂架构在控制交流功率，其线路架构具有成本极高的缺点；3、因是利用传统的H桥上下臂架构在控制交流功率，其线路架构有体积大的缺点；4、将交流电转成纯直流或是脉动直流电后再次转成类旋波或是旋波输出，第一脉宽调制信号PWM1与第二脉宽调制信号PWM2(中文？)需要错位对称输出，软件控制程序复杂，易造成换相死区将MOS管烧毁的缺点；5、因是直流或是脉动直流供电，其输出波型为六步方波或是类旋波，负载噪音较大。第四种、交流直接供电Y桥调整功率法，其主要电路原理图参见图4所示。这方式利用交流电源的正负半波直接通过第三整流二极管D3与第四整流二极管D4自动对交流电机进行交替供电,对与第二场效应管Q2进行与交流正负半周同步的开关作用，再藉由调制脉冲的宽度控制对负端进行无级的功率控制。该方式仅利用四个二极管及三个场效MOS管以及一交流正半周同步信号、一交流负半周同步信号和一调制脉冲调速信号形成线路的主要构架，具有体积小、无EMI/EMC干扰、不发热、成本低的优点；利用交流电源的正负半波直接通过第三整流二极管与第四整流二极管自动对交流电机进行交替供电外，同时取代了H桥的上臂中第一MOS管与第二MOS管两个零件以及对应的两组高压自举线路与2组MOS管驱动电路；第三整流二极管与第四整流二极管能根据电源频率自动换相，排除及简化了传统单片机软件对电机换相的控制程序；第三整流二极管与第四整流二极管除了能自动换相外，因是交流直接供电，同时也解决了转换效率的问题；同时利用调速脉冲低电平时间内进行交流电机正负半波运转所产生的反电动势进行自放电回路，用以保护第一场效应管和第二场效应管。但是，电路需要的正负半周同步控制信号需要许多元器件组成，加工成本高，无法直接使用线性可变电阻进行功率大小调整，另外，需要使用分离元器件组成控制回路，电路消耗功率大，需要额外使用AC/DC电路进行供电。
技术实现思路
本技术所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种体积小、功耗低、发热小、成本低、效率高的用于交流功率控制的集成驱动电路。本技术进一步要解决的技术问题是提供一种应用上述集成驱动电路的无级调速控制电路。本技术解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种用于交流功率控制的集成驱动电路，其特征在于包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第六反相器、第一施密特反相器、第二施密特反相器、第四电阻、第三电阻、第一寄生二极管、第二寄生二极管和稳压二极管，其中：第一寄生二极管的正极与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端接地，第一寄生二极管的正极与第一反相器的输入端连接，第一反相器的输出端与第二反相器的输入端连接，第一寄生二极管的正极连接该集成驱动电路的第一信号输入端，第二反相器的输出端引出该集成驱动电路的第一信号输出端；第二寄生二极管的正极与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端接地，第二寄生二极管的正极与第三反相器的输入端连接，第三反相器的输出端与第四反相器的输入端连接，第二寄生二极管的正极连接该集成驱动电路的第二信号输入端，第四反相器的输出端引出该集成驱动电路的第二信号输出端；第一施密特反相器的输出端与第二施密特反相器的输入端连接，第二施密特反相器的输出端与第五反相器的输入端连接，第五反相器的输出端与第六反相器的输入端连接，第一施密特反相器的输出端连接该集成驱动电路的振荡信号输出端，第一施密特反相器的输入端连接该集成驱动电路的振荡信号输入端，第六反相器的输出端引出该集成驱动电路的第三信号输出端；第一寄生二极管的负极与第二寄生二极管的负极均与稳压二极管的负极连接，稳压二极管的正极接地；稳压二极管的正极引出该集成驱动电路的电源端，稳压二极管的负极引出该集成驱动电路的接地端。作为改进，本技术提供的集成驱动电路还包括保护电路和比较器，比较器的同向输入端连接电池后接地，比较器的反向输入端引出该集成驱动电路的CS端，比较器的输出端与保护电路连接。再改进，本技术提供的集成驱动电路为一内部包含上述集成驱动电路的集成芯片。再改进，该集成驱动电路的外围连接电路包括第二电容和可调电阻，其中可调电阻的第一端与集成驱动电路的振荡信号输出端连接，可调电阻的第二端与集成驱动电路的振荡信号输入端连接，第二电容的第一端与集成驱动电路的振荡信号输入端连接，第二电容的第二端接地。再改进，该集成驱动电路的外围连接电路还包括第一电容，第一电容连接在集成驱动电路电源端与接地端之间。本技术解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：一种无级调速控制电路，包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、电流检测电阻、一交流正半周同步信号、一交流负半周同步信号和一调制脉冲调速信号；其中第一整流二极管的负极与交流电源的第二输出端电连接，第四整流二极管的负极与交流电源的第一输出端电连接，第一整流二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于交流功率控制的集成驱动电路，其特征在于包括第一反相器(U1)、第二反相器(U2)、第三反相器(U3)、第四反相器(U4)、第五反相器(U5)、第六反相器(U6)、第一施密特反相器(U7)、第二施密特反相器(U8)、第四电阻(R4)、第三电阻(R3)、第一寄生二极管(D6)、第二寄生二极管(D5)和稳压二极管(ZD1)，其中：/n第一寄生二极管(D6)的正极与第四电阻(R4)的第一端连接，第四电阻(R4)的第二端接地，第一寄生二极管(D6)的正极与第一反相器(U1)的输入端连接，第一反相器(U1)的输出端与第二反相器(U2)的输入端连接，第一寄生二极管(D6)的正极连接该集成驱动电路的第一信号输入端(ZCL)，第二反相器(U2)的输出端引出该集成驱动电路的第一信号输出端(OUT1)；/n第二寄生二极管(D5)的正极与第三电阻(R3)的第一端连接，第三电阻(R3)的第二端接地，第二寄生二极管(D5)的正极与第三反相器(U3)的输入端连接，第三反相器(U3)的输出端与第四反相器(U4)的输入端连接，第二寄生二极管(D5)的正极连接该集成驱动电路的第二信号输入端(ZCN)，第四反相器(U4)的输出端引出该集成驱动电路的第二信号输出端(OUT2)；/n第一施密特反相器(U7)的输出端与第二施密特反相器(U8)的输入端连接，第二施密特反相器(U8)的输出端与第五反相器(U5)的输入端连接，第五反相器(U5)的输出端与第六反相器(U6)的输入端连接，第一施密特反相器(U7)的输出端连接该集成驱动电路的振荡信号输出端(VR1)，第一施密特反相器(U7)的输入端连接该集成驱动电路的振荡信号输入端(VR2)，第六反相器(U6)的输出端引出该集成驱动电路的第三信号输出端(OUT3)；/n第一寄生二极管(D6)的负极与第二寄生二极管(D5)的负极均与稳压二极管(ZD1)的负极连接，稳压二极管(ZD1)的正极接地；稳压二极管(ZD1)的正极引出该集成驱动电路的电源端(VCC)，稳压二极管(ZD1)的负极引出该集成驱动电路的接地端(GND)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于交流功率控制的集成驱动电路，其特征在于包括第一反相器(U1)、第二反相器(U2)、第三反相器(U3)、第四反相器(U4)、第五反相器(U5)、第六反相器(U6)、第一施密特反相器(U7)、第二施密特反相器(U8)、第四电阻(R4)、第三电阻(R3)、第一寄生二极管(D6)、第二寄生二极管(D5)和稳压二极管(ZD1)，其中：
第一寄生二极管(D6)的正极与第四电阻(R4)的第一端连接，第四电阻(R4)的第二端接地，第一寄生二极管(D6)的正极与第一反相器(U1)的输入端连接，第一反相器(U1)的输出端与第二反相器(U2)的输入端连接，第一寄生二极管(D6)的正极连接该集成驱动电路的第一信号输入端(ZCL)，第二反相器(U2)的输出端引出该集成驱动电路的第一信号输出端(OUT1)；
第二寄生二极管(D5)的正极与第三电阻(R3)的第一端连接，第三电阻(R3)的第二端接地，第二寄生二极管(D5)的正极与第三反相器(U3)的输入端连接，第三反相器(U3)的输出端与第四反相器(U4)的输入端连接，第二寄生二极管(D5)的正极连接该集成驱动电路的第二信号输入端(ZCN)，第四反相器(U4)的输出端引出该集成驱动电路的第二信号输出端(OUT2)；
第一施密特反相器(U7)的输出端与第二施密特反相器(U8)的输入端连接，第二施密特反相器(U8)的输出端与第五反相器(U5)的输入端连接，第五反相器(U5)的输出端与第六反相器(U6)的输入端连接，第一施密特反相器(U7)的输出端连接该集成驱动电路的振荡信号输出端(VR1)，第一施密特反相器(U7)的输入端连接该集成驱动电路的振荡信号输入端(VR2)，第六反相器(U6)的输出端引出该集成驱动电路的第三信号输出端(OUT3)；
第一寄生二极管(D6)的负极与第二寄生二极管(D5)的负极均与稳压二极管(ZD1)的负极连接，稳压二极管(ZD1)的正极接地；稳压二极管(ZD1)的正极引出该集成驱动电路的电源端(VCC)，稳压二极管(ZD1)的负极引出该集成驱动电路的接地端(GND)。


2.根据权利要求1所述的集成驱动电路，其特征在于：还包括保护电路和比较器(U9)，比较器(U9)的同向输入端连接电池后接地，比较器(U9)的反向输入端引出该集成驱动电路的CS端，比较器(U9)的输出端与保护电路连接。


3.根据权利要求1所述的集成驱动电路，其特征在于：该集成驱动电路为一内部包含上述集成驱动电路的集成芯片。


4.根据权利要求1所述的集成驱动电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓开军，
申请(专利权)人：浙江奥科半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33