一种耐高温高频H桥驱动电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种耐高温高频H桥驱动电路，包括H桥驱动单元和H桥驱动控制单元，所述H桥驱动单元由两个驱动输出端子、四个开关元件构成，所述四个开关元件呈对角设置，所述H桥驱动控制单元，包括一反相器和H桥驱动芯片，所述反相器的输入端接PWM信号，反相器的两个输出端与H桥驱动芯片的两个输入端连接，所述H桥驱动芯片与四个开关元件连接，并控制四个开关元件的两两交替导通，所述H桥驱动单元和H桥驱动控制单元通过厚膜烧结工艺，形成一金属封装结构。本实用新型专利技术整体尺寸小，具有稳定、可靠、耐热能力强的优点。热能力强的优点。热能力强的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温高频H桥驱动电路


[0001]本技术涉及用于驱动电机负载的电路，尤其是一种耐高温高频H桥驱动电路。

技术介绍

[0002]目前，高频H桥驱动集成电路普遍采用陶瓷封装或者塑封的分立元件，由于分立元件的耐高温程度取决于其中耐高温能力最差的元件，因此，其整体耐高温性能很差，且通常采用PCBA工艺，焊点较多，体积较大，稳定性可靠性性对较差，无法满足特定行业，如石油钻探等的要求(要求体积小、耐温高、稳定性和可靠性高)。
[0003]鉴于此提出本技术。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐高温高频H桥驱动电路，通过减少焊接点，并将H桥驱动单元和H桥驱动控制单元烧结为一整体的金属封装结构，从而提高了整个电路的耐高温能力以及稳定性。
[0005]为了实现该目的，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种耐高温高频H桥驱动电路，包括H桥驱动单元和H桥驱动控制单元，所述H桥驱动单元由两个驱动输出端子、四个开关元件构成，所述四个开关元件呈对角设置，当左上角和右下角的开关元件导通时，左侧的驱动输出端子为高电平，右侧的驱动输出端子为低电平；当右上角和左下角的开关元件导通时，右侧的驱动输出端子为高电平，左侧的驱动输出端子为低电平，
[0007]所述H桥驱动控制单元，包括一反相器和H桥驱动芯片，所述反相器的输入端接PWM信号，反相器的两个输出端与H桥驱动芯片的两个输入端连接，用于输出两路相位相反的PWM信号；
[0008]所述H桥驱动芯片与四个开关元件连接，并控制四个开关元件的两两交替导通，所述H桥驱动芯片分别通过第一电阻和第二电阻接地，用以提供足够的死驱时间，保证H桥上同侧的两个开关元件不会同时导通；
[0009]所述H桥驱动单元和H桥驱动控制单元通过厚膜烧结工艺，形成一金属封装结构。
[0010]进一步，所述H桥驱动芯片的输出端还分别与两个驱动输出端子连接。
[0011]进一步，所述反相器的电源输入端还连接有旁路、退耦电容，且电容的另一端接地。
[0012]进一步，所述H桥驱动芯片的电源输入端还连接有旁路、退耦电容，且电容的另一端接地。
[0013]进一步，所述四个开关元件为NMOS管，所述H桥驱动芯片的一输出端连接左上角开关元件的源极和左下角开关元件的漏极以及左侧的驱动输出端子，H桥驱动芯片的另一输出端连接右上角开关元件的源极和右下角开关元件的漏极以及右侧的驱动输出端子。
[0014]采用本技术所述的技术方案后，带来以下有益效果：
[0015]本技术采用H桥驱动芯片和反相器构成H桥驱动的信号产生电路，并通过厚膜烧结工艺，形成一金属封装结构，从而减少了电路焊接点，并且整体尺寸小，具有稳定、可靠、耐热能力强的优点。
附图说明
[0016]图1：本技术的电路图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
[0018]如图1所示，一种耐高温高频H桥驱动电路，包括H桥驱动单元和H桥驱动控制单元。
[0019]所述H桥驱动单元由两个驱动输出端子RF1、RF2和四个开关元件Q1、Q2、Q3、Q4构成，所述驱动输出端子RF1、RF2用于驱动负载。所述四个开关元件Q1、Q2、Q3、Q4呈对角设置，并均为NMOS管。其中，Q1与Q2的漏极接VH，所述VH为H桥驱动单元的高压供电电源。优选地，Q1与Q2的漏极还连接电容C7、C8，所述C7、C8为旁路、退耦电容，其两端分别接VH与GND。
[0020]所述H桥驱动单元的工作原理为：当左上角和右下角的开关元件Q1、Q4导通时，左侧的驱动输出端子RF1为高电平，右侧的驱动输出端子RF2为低电平；当右上角和左下角的开关元件Q2、Q3导通时，右侧的驱动输出端子RF2为高电平，左侧的驱动输出端子RF1为低电平。
[0021]所述H桥驱动控制单元，包括一反相器U1和H桥驱动芯片U2。
[0022]具体地，所述反相器U1的7脚接PWM信号，8脚接GND，反相器U1的5脚与6脚相连并与H桥驱动芯片U2的5脚相连，反相器U1的4脚与H桥驱动芯片U2的6脚相连，上述连接方式用于输出两路相位相反的PWM信号。
[0023]所述反相器U1的1脚、3脚、9脚、11脚、14脚接VCC，并连接旁路、退耦电容C3、C4的一端，且电容C3、C4的另一端接GND，反相器U1的其余脚为空脚。
[0024]所述H桥驱动芯片U2与四个开关元件Q1、Q2、Q3、Q4连接，并控制四个开关元件Q1、Q2、Q3、Q4的两两交替导通。
[0025]具体地，所述H桥驱动芯片U2的外围电路为：U2的1脚连接自举二极管D1的阴极与自举电容C1的一端，自举二极管D1的阳极接VCC，所述VCC为低压电源，自举电容C1的另一端接U2的19脚，电容C5、C6为旁路、退耦电容，其两端分别接VCC与GND；U2的2脚、7脚、15脚、16脚接VCC，U2的3脚为逻辑电平输入，通过电阻RDIS接GND，当该引脚为低电平时，输出由其他输入控制。U2的4脚接GND，8脚接第一电阻RHDEL到GND，9脚接第二电阻RLDEL到GND，10脚为连接自举二极管D2的阴极与自举电容C2的一端，自举二极管D2的阳极接VCC，自举电容C2的另一端接U2的12脚，12脚还接开关元件Q2的源极、开关元件Q4的漏极以及驱动输出端子RF2，11脚接开关元件Q2的栅极，13脚接开关元件Q4的栅极，14脚以及17脚接开关元件Q4与Q3的源极，并接GND；18脚接开关元件Q3的栅极；19脚还接开关元件Q1的源极、开关元件Q3的漏极以及驱动输出端子RF1；20脚接开关元件Q1的栅极。
[0026]所述H桥驱动单元和H桥驱动控制单元通过厚膜烧结工艺，形成一金属封装结构。具体为通过在陶瓷基板金属化(金浆烧制)上对裸芯片进行金丝压焊从而具有体积小、稳定、可靠、导热、散热能力强等优点。
[0027]本技术的工作过程为：当H桥驱动芯片U2的6脚为高电平，5脚为低电平时，驱动输出端子RF1输出为VH，当H桥驱动芯片U2的6脚为低电平，5脚为高电平时，驱动输出端子RF2输出为VH。H桥驱动芯片U2的8脚、9脚连接的第一电阻RHDEL和第二电阻RLDEL用以提供足够的死驱时间，保证H桥上同侧的NMOS管不会同时导通，否则会因为同侧的NMOS管同时导通，而使电流直接从VH穿过两个NMOS管接GND，此时电流就会很大，导致桥驱动甚至NMOS管烧坏。
[0028]以上所述为本技术的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本技术原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高频H桥驱动电路，包括H桥驱动单元和H桥驱动控制单元，所述H桥驱动单元由两个驱动输出端子(RF1、RF2)、四个开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)构成，所述四个开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)呈对角设置，当左上角和右下角的开关元件(Q1、Q4)导通时，左侧的驱动输出端子(RF1)为高电平，右侧的驱动输出端子(RF2)为低电平；当右上角和左下角的开关元件(Q2、Q3)导通时，右侧的驱动输出端子(RF2)为高电平，左侧的驱动输出端子(RF1)为低电平，其特征在于：所述H桥驱动控制单元，包括一反相器(U1)和H桥驱动芯片(U2)，所述反相器(U1)的输入端接PWM信号，反相器(U1)的两个输出端与H桥驱动芯片(U2)的两个输入端连接，用于输出两路相位相反的PWM信号；所述H桥驱动芯片(U2)与四个开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)连接，并控制四个开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)的两两交替导通，所述H桥驱动芯片(U2)分别通过第一电阻(RHDEL)和第二电阻(RLDEL)接地，用以提供足够的死驱时间，保证H桥上同侧的两个开关元件不会...

【专利技术属性】
技术研发人员：左希光，杨要军，张雷，刘明，刘岩，
申请(专利权)人：青岛海博瑞微电子研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：