一种用于正负压输出的隔离驱动电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于正负压输出的隔离驱动电路，包括隔离驱动单元、正负压输出驱动单元，通过隔离驱动单元将正负PWM驱动信号通过隔离变压器的输入侧传递到输出侧，实现驱动信号的隔离传输，隔离变压器输出侧通过电阻、电容完成正向驱动电压的供电工作，同时通过稳压管、电阻、NPN三极管实现反向放电，及正负电压输出端口的电压保持，抑制噪声信号。本实用新型专利技术解决了现有高频功率器件正负压驱动控制干扰大、驱动可靠性差、小型化设计困难、高成本等问题。成本等问题。成本等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于正负压输出的隔离驱动电路


[0001]本技术涉属于电力电子应用领域，具体涉及一种适用于碳化硅、氮化镓等功率器件正负压输出的的隔离驱动电路。

技术介绍

[0002]高频化、高可靠性设计是电力电子变换器的核心需求，近年来主功率器件的不断优化升级，是电力电子变换器应用的发展趋势，其中碳化硅、氮化镓等功率器件广泛应用到产品设计中。碳化硅和氮化镓在高频应用下都具有相比于普通硅半导体器件显著的优势，具有开关速度快、效率高、耐压和耐温高、反向恢复时间短、寄生电容小等一些列特点。
[0003]当前适应用于碳化硅和氮化镓等新型功率器件的驱动方案，一种为集成的驱动芯片方案，此方案的成本偏高、设计方案的小型化困难；另一种是缺少隔离驱动能力，无法保证提供快速稳定的负压关断能力，在抗干扰能力上存在欠缺，降低了碳化硅和氮化镓等新型功率器件的可靠性。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于针对上述问题，提供一种用于正负压输出的隔离驱动电路，可实现碳化硅和氮化镓MOSFET的栅极需要正负压输出，抑制干扰防止误导通问题，保证设计的低成本、可靠性及小型化。
[0005]本技术的技术方案如下：
[0006]一种用于正负压输出的隔离驱动电路，其特征在于：包括隔离驱动单元、正负压输出驱动单元；其中所述隔离驱动单元包括PWM驱动信号输入端口、电容C1、隔离变压器输入侧T4B，PWM驱动信号输入端口的一端连接电容C1，另一端连接隔离变压器输入侧T4B一端，电容C1的另一端连接隔离变压器输入侧T4B的另一端；所述正负压输出驱动单元包含隔离变压器输出端T4E、电阻R1、R2、R3、电容C2、C3、C4、二极管D1、NPN三极管N1、稳压管Z1、Z2，以及正负电压输出端口VGATE+、VGATE
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；隔离变压器输出侧T4E的一端连接NPN三极管N1的集电极，NPN三极管N1的基极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接隔离变压器输出侧T4E的另一端，并连接稳压管Z1的一端，稳压管Z1的另一端与NPN三极管N1的发射极连接电容C2的一端及稳压管Z2的一端，电容C2与稳压管Z2的另一端连接电阻R2、电容C3、C4的一端，并连接输出端口VGATE
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，电阻R2与电容C3的另一端连接二极管D1的一端，二极管D1的另一端连接三极管N1的集电极，并连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电容C4的另一端，并连接输出端口VGATE+。
[0007]本技术电路提供了隔离驱动单元、正负压输出驱动电路单元的设计，解决了高频功率器件需要正负压驱动控制干扰大、驱动可靠性差、小型化设计困难、高成本等问题，用于碳化硅和氮化镓等新型功率器件的驱动方案，能保证碳化硅、氮化镓功率MOSFET的驱动电压为稳定的正负驱动电压信号，抑制干扰噪声，提供可靠的工作状态。
附图说明
[0008]图1是本技术的电路图。
具体实施方式
[0009]如图1所示，本技术包括隔离驱动单元、正负压输出驱动单元；其中所述隔离驱动单元包括PWM驱动信号输入端口、电容C1、隔离变压器输入侧T4B，PWM驱动信号输入端口的一端连接电容C1，另一端连接隔离变压器输入侧T4B一端，电容C1的另一端连接隔离变压器输入侧T4B的另一端；所述正负压输出驱动单元包含隔离变压器输出端T4E、电阻R1、R2、R3、电容C2、C3、C4、二极管D1、NPN三极管N1、稳压管Z1、Z2，以及正负电压输出端口VGATE+、VGATE
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；隔离变压器输出侧T4E的一端连接NPN三极管N1的集电极，NPN三极管N1的基极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接隔离变压器输出侧T4E的另一端，并连接稳压管Z1的一端，稳压管Z1的另一端与NPN三极管N1的发射极一起连接电容C2的一端及稳压管Z2的一端，电容C2与稳压管Z2的另一端连接电阻R2、电容C3、C4的一端，并连接输出端口VGATE
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，电阻R2与电容C3的另一端连接二极管D1的一端，二极管D1的另一端连接三极管N1的集电极，并连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电容C4的另一端，并连接输出端口VGATE+。
[0010]本技术通过隔离驱动单元将正负PWM驱动信号通过隔离变压器的输入侧T4B传递到输出侧T4E，实现驱动信号的隔离传输。PWM信号驱动端口通过电容C1将PWM信号从隔离变压器输入侧T4B传递到隔离变压器输出侧T4E，电容C1的作用是防止隔离变压器饱和隐患；隔离变压器输出侧T4E通过电阻R3、电容C4完成正向驱动电压的供电工作，同时稳压管Z1、电阻R1、NPN三极管N1实现反向放电，电容C2、稳压管Z2与电阻R2、电容C3、稳压管D1实现反向VGATE+与VGATE
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的负向电压保持。
[0011]当隔离变压器输出侧T4E为正向电压情况下，输出端口VGATE+与VGATE
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电压在电容C4两端电压为正向的PWM隔离信号电压，同时正向电压通过二极管D1向并联连接的电阻R2和电容C3充电，使得电容C3电压保持正向电压，并通过电阻R3、电容C4、C2和稳压管Z2，保证电容C2为稳定的稳压管Z2电压，有效为功率器件提供正向VGATE+到VGATE
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电压；当隔离变压器输出侧T4E为负向电压情况下，储存在电容C4、电容C2的电压能量通过电阻R3、隔离变压器输出侧T4E、电阻R1，保证NPN三极管N1的发射极正偏，同时不超过稳压管Z1电压，使NPN三极管N1工作在放大区，同时由电容C2、C3保持VGATE+与VGATE
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端口信号为稳定的负压信号，抑制噪声信号，防止噪声信号超过阈值造成误导通。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于正负压输出的隔离驱动电路，其特征在于：包括隔离驱动单元、正负压输出驱动单元；其中所述隔离驱动单元包括PWM驱动信号输入端口、电容C1、隔离变压器输入侧T4B，PWM驱动信号输入端口的一端连接电容C1，另一端连接隔离变压器输入侧T4B一端，电容C1的另一端连接隔离变压器输入侧T4B的另一端；所述正负压输出驱动单元包含隔离变压器输出端T4E、电阻R1、R2、R3、电容C2、C3、C4、二极管D1、NPN三极管N1、稳压管Z1、Z2，以及正负电压输出端口VGATE+、VGATE
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；隔离变压器输出侧T4E的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大维，赵志华，李军町，
申请(专利权)人：北京航天长峰股份有限公司，
类型：新型
国别省市：