一种基于电荷泵的H桥驱动电路、驱动方法和装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于电荷泵的H桥驱动电路、驱动方法和装置，属于电力电子的技术领域，H桥驱动电路电荷泵电路、与所述电荷泵电路连接的第一储能电路、与所述第一储能电路连接的驱动模块；所述电荷泵电路用于周期性地为所述第一储能电路充电；所述驱动模块用于输出高边驱动信号，所述高边驱动信号用于导通H桥的高边MOS管；所述第一储能电路用于维持所述高边驱动信号的电压幅值。本申请具有使H桥高边MOS管工作在低阻导通状态，显著降低了H桥高边MOS管的导通损耗，提高了H桥高边MOS管的使用寿命，在一定程度上避免了H桥高边MOS管的烧毁。在一定程度上避免了H桥高边MOS管的烧毁。在一定程度上避免了H桥高边MOS管的烧毁。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电荷泵的H桥驱动电路、驱动方法和装置


[0001]本申请涉及电力电子的
，特别涉及一种基于电荷泵的H桥驱动电路、驱动方法和装置。

技术介绍

[0002]桥式驱动是逆变器一种最常用的驱动方式。桥式驱动电路采用4只MOS管组成H桥，相对的高低两个MOS管交替导通形成正负驱动电压，从而将直流电变为交流电。
[0003]目前，H桥电路广泛采用的办法驱动是使用H桥驱动芯片，在H桥低边导通的时候对自举电容进行充电，H桥高边导通时自举电容放电为高边MOS管提供驱动电压。
[0004]针对上述相关技术，专利技术人发现，随着自举电容放电过程中电荷量不断消耗，会使得H桥高边MOS管栅极驱动电压下降，导致H桥高边MOS管导电沟道导通电阻升高，从而显著提高了H桥高边MOS管的导通损耗，降低H桥高边MOS管的使用寿命，而且在大电流情况下还容易使H桥高边MOS管烧毁。

技术实现思路

[0005]为了降低H桥高边MOS管的导通损耗，本申请提供了一种基于电荷泵的H桥驱动电路、驱动方法和装置。
[0006]第一方面，本申请提供了一种基于电荷泵的H桥驱动电路，采用如下技术方案：一种基于电荷泵的H桥驱动电路，包括电荷泵电路、与所述电荷泵电路连接的第一储能电路、与所述第一储能电路连接的驱动模块；所述电荷泵电路用于周期性地为所述第一储能电路充电；所述驱动模块用于输出高边驱动信号，所述高边驱动信号用于导通H桥的高边MOS管；所述第一储能电路用于维持所述高边驱动信号的电压幅值。
[0007]通过采用上述技术方案，电荷泵电路周期性地为第一储能电路充电，使第一储能电路对驱动模块放电后，能够被电荷泵电路及时充电，通过第二电容器C2通过反复的充电和放电，维持驱动模块输出高边驱动信号的电压幅值，从而使H桥高边MOS管工作在低阻导通状态，显著降低了H桥高边MOS管的导通损耗，提高了H桥高边MOS管的使用寿命，在一定程度上避免了H桥高边MOS管的烧毁。
[0008]可选的，所述电荷泵电路包括第二储能电路和控制电路，所述控制电路用于控制所述第二储能电路周期性地为所述第一储能电路充电；所述第二储能电路的第一输出端与所述第一储能电路的第一端连接；所述第一储能电路的第一端还与所述驱动模块的输入端连接；所述第二储能电路的第二输出端与所述控制电路的公共端连接，所述控制电路的第一端接地，所述控制电路的第二端接地与所述第一储能电路的第二端连接；所述控制电路的公共端在与所述控制电路的第一端连接或与所述控制电路的第
二端连接之间周期性切换。
[0009]通过采用上述技术方案，第二储能电路的第一输出端与第一储能电路的第一端连接，当控制电路的公共端接与控制电路的第一端连接时，第二储能电路的第二输出端接地，第二储能电路充电储能；当控制电路的公共端与控制电路的第二端连接时，第二储能电路的第二输出端与第一储能电路的第二端连接形成回路，第二储能电路放电，从而为第一储能电路充电。
[0010]可选的，所述第二储能电路包括第一二极管D1、第二二极管D2和第一电容器C1；其中，所述第一二极管D1的阳极连接有第一电源VCC1，所述第一二极管D1的阴极分别与所述第二二极管D2的阳极和所述第一电容器C1的第一端连接，所述第二二极管D2的阴极与所述第二储能电路的第一输出端连接，所述第一电容器C1的第二端与所述第二储能电路的第二输出端连接。
[0011]通过采用上述技术方案，当第二储能电路的第二输出端接地，第一电源VCC1为第一电容器C1充电，第一电容器C1的第一端为正极，第一电容器C1的第二端为负极；而后当第二储能电路的第二输出端与第一储能电路的第二端连接时，第一储能电路第二端的电位与第一电容器C1两端的电压叠加，从而举升第一电容器C1第一端的电位，第一二极管D1截止，第二二极管D2导通，避免第一电容器C1上储存的电荷流向第一电源VCC1，第一电容器C1上储存的电荷经过第二二极管D2向第一储能电路充电。
[0012]可选的，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2均为肖特基二极管。
[0013]可选的，所述控制电路包括微控制器电路和开关电路；所述微控制器电路用于输出控制信号；所述开关电路用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号周期性地切换所述控制电路公共端的连接状态。
[0014]可选的，所述微控制器电路包括脉冲信号发生器，所述脉冲信号发生器的输出端与所述开关电路的控制端连接。
[0015]可选的，所述开关电路包括三极管VT和继电器，所述三极管VT的基极与所述开关电路的控制端连接，所述三极管VT的集电极连接有第一电源VCC2，所述三极管VT的发射极与所述继电器励磁线圈KM的一端连接，所述继电器励磁线圈KM的另一端接地；所述继电器常开触点KM
‑
1的一端与所述控制电路的公共端连接，所述继电器常开触点KM
‑
1的另一端与所述控制电路的第二端连接；所述继电器常闭触点KM
‑
2的一端与所述控制电路的公共端连接，所述继电器常开触点KM
‑
2的另一端所述控制电路的第一端连接。
[0016]通过采用上述技术方案，当控制信号为高电平时，三极管VT导通，继电器励磁线圈KM得电，使得继电器常开触点KM
‑
1闭合，继电器常闭触点KM
‑
2断开，开关电路的公共端与控制电路的第二端连接第二端连接；当控制信号为低电平时，三极管VT截止，继电器励磁线圈KM失电，使得继电器常开触点KM
‑
1断开，继电器常闭触点KM
‑
2闭合，开关电路的公共端与控制电路的第二端连接第一端连接。
[0017]可选的，所述驱动模块包括驱动芯片U、第一电阻器R1和第二电阻器R2；所述第一电阻器R1的一端与所述桥驱动芯片U的高边栅极驱动输出端HO连接，所述第一电阻器R1的另一端与用于输出高边驱动信号；所述第二电阻器R2的一端与所述驱动芯片U的低边栅极驱动输出端LO连接，所述
第二电阻器R2的另一端用于输出低边驱动信号。
[0018]通过采用上述技术方案，第一电阻器R1和第二电阻器R2，在一定程度上能够避免会因为MOS管开关速率过快而导致周围元器件被击穿的情况发生。
[0019]第二方面，本申请提供了一种基于电荷泵的H桥驱动方法，采用如下技术方案：一种基于电荷泵的H桥驱动方法，应用于上述第一方面中的H桥驱动电路，所述H桥驱动方法包括：获取使能信号；基于所述使能信号，输出高边驱动信号和控制信号，所述高边驱动信号用于导通H桥的高边MOS管；所述控制信号用于控制电荷泵电路周期性地为第一储能电路充电。
[0020]第三方面，本申请提供了一种桥式逆变装置，采用如下技术方案：一种桥式逆变装置，包括如上述第一方面中的H桥驱动电路。
[0021]综上所述，本申请至少包括以下有益效果：1.设置电荷泵电路、第一储能电路和驱动模块的目的是，电荷泵电路周期性地为第一储能电路充电，使第一储能电路对驱动模块放电后，能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电荷泵的H桥驱动电路，其特征在于：包括电荷泵电路（100）、与所述电荷泵电路（100）连接的第一储能电路（200）、与所述第一储能电路（200）连接的驱动模块（300）；所述电荷泵电路（100）用于周期性地为所述第一储能电路（200）充电；所述驱动模块（300）用于输出高边驱动信号，所述高边驱动信号用于导通H桥的高边MOS管；所述第一储能电路（200）用于维持所述高边驱动信号的电压幅值。2.根据权利要求1所述的一种基于电荷泵的H桥驱动电路，其特征在于：所述电荷泵电路（100）包括第二储能电路（110）和控制电路（120），所述控制电路（120）用于控制所述第二储能电路（110）周期性地为所述第一储能电路（200）充电；所述第二储能电路（110）的第一输出端与所述第一储能电路（200）的第一端连接；所述第一储能电路（200）的第一端还与所述驱动模块（300）的输入端连接；所述第二储能电路（110）的第二输出端与所述控制电路（120）的公共端连接，所述控制电路（120）的第一端接地，所述控制电路（120）的第二端接地与所述第一储能电路（200）的第二端连接；所述控制电路（120）的公共端在与所述控制电路（120）的第一端连接或与所述控制电路（120）的第二端连接之间周期性切换。3.根据权利要求2所述的一种基于电荷泵的H桥驱动电路，其特征在于：所述第二储能电路（110）包括第一二极管D1、第二二极管D2和第一电容器C1；其中，所述第一二极管D1的阳极连接有第一电源VCC1，所述第一二极管D1的阴极分别与所述第二二极管D2的阳极和所述第一电容器C1的第一端连接，所述第二二极管D2的阴极与所述第二储能电路（110）的第一输出端连接，所述第一电容器C1的第二端与所述第二储能电路（110）的第二输出端连接。4.根据权利要求3所述的一种基于电荷泵的H桥驱动电路，其特征在于：所述第一二极管D1和所述第二二极管D2均为肖特基二极管。5.根据权利要求2所述的一种基于电荷泵的H桥驱动电路，其特征在于：所述控制电路（120）包括微控制器电路（121）和开关电路（122）；所述微控制器电路（121）用于输出控制信号；所述开关电路（...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈启跃，张彬彬，赵宇鑫，
申请(专利权)人：北京金诺美科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：