專利名稱：一種高壓變頻器驅(qū)動電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電路，更具體地說涉及一種高壓變頻器驅(qū)動電路，屬于電力 電子領域。
背景技術：
隨著電力電子技術的發(fā)展，IGBT模塊的功率越來越大，DC電壓越來越高，工作頻 率也越來越高，隨之帶來的問題是驅(qū)動信號之間的互相干擾，在長距離驅(qū)動傳輸時候，變頻 器內(nèi)高頻電流對驅(qū)動信號的干擾信號，導致失真，延時等問題，為了能夠避免這些問題，工 程師們采用了很多方法都沒有得到太好的效果，直到光纖技術被引用到驅(qū)動領域，干擾問 題才得到了根本解決，并且很快得到了廣泛應用。而光纖驅(qū)動需要專門的驅(qū)動芯片，這種芯 片比較貴(一般10元左右)，并且在與光纖發(fā)射頭連接工作的時候，故障率很高，同時由于 驅(qū)動芯片和光纖頭交替工作，使得電源持續(xù)工作，對于PWM信號來講，浪費了一倍的電源能 量，電源的體積增大一倍，對于今天要求機器越來越小的趨勢背道而馳。如圖1所示，現(xiàn)有的高壓變頻器驅(qū)動電路一般采用的是DS75741驅(qū)動芯片，這種 芯片內(nèi)部可等效為一個非門驅(qū)動一個三極管工作的結(jié)構(gòu)，是一種常用驅(qū)動芯片，經(jīng)過前期 大量的應用發(fā)現(xiàn)了其存在的一系列問題，如上面所講，由于長期的高頻電流，芯片故障率很 高；同時采用這種工作方式，光纖頭和驅(qū)動芯片DS75741交替工作，不論PWM信號處于高還 是低，灌輸電流為持續(xù)工作60mA，對于能耗來將是個不小的浪費。如圖1，工作時，信號端 接入幅值為5V的PWM信號，當PWM為高電平時，三極管基射壓降約為0. 7V，基極電流約為 (5-0. 7)/2K = 2. 15mA,由于三極管的HFE為100，電阻R2為10K，所以三極管處于飽和狀 態(tài)，輸出為低電平，根據(jù)DS75741的邏輯，芯片內(nèi)部三極管導通，處于飽和狀態(tài)，輸出電壓為 三極管飽和壓降約0. 3V，所以上拉電阻R3上面壓降約為4. 7V，此時光纖頭不工作，上拉電 阻R3上的電流為4. 7/51 = 92mA，功耗主要在R3上，大約為0. 5W。當PWM為低電平時，三極管處于截止狀態(tài)，所以集電極輸出為高電平5V，根據(jù)驅(qū)動 芯片的邏輯電平，內(nèi)部三極管截止，相當于開路，所以這個時候，電流全部通過R3流向光纖 頭HFBR-1521內(nèi)部的發(fā)光二極管，由于內(nèi)部發(fā)光二極管壓降約1. 6V，外部電阻R3上電阻約 為3. 4V，HFBR-1521工作電流約為3. 4/5. 1 = 67mA，功耗約為0. 33W，功耗相對PWM為高電 平時有所下降。但總的來說，無論光纖頭工作與不工作，電路都會出現(xiàn)能量的耗散，很不合 理。而且光纖頭不工作時候的功耗更大，從這個方面講，是極其浪費能源的，同時對電源的 要求也增加，另外高耗能也會對器件的壽命有所影響，因此需要開發(fā)一種更簡單便宜且不 浪費能源的高壓變頻器驅(qū)動電路。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型很好的解決了上述現(xiàn)有技術中存在的不足和問題，提供一種高壓變頻 器驅(qū)動電路，該電路簡單方便成本低，同時可大大節(jié)約能量損耗。本實用新型的技術方案如下[0007]本實用新型的高壓變頻器驅(qū)動電路，包括有PWM信號接入端、三極管T1、三極管T1 的基極電阻R1、三極管T1的集電極電阻R2、驅(qū)動芯片、輸出側(cè)的串接電阻R3和驅(qū)動端光纖 頭HFBR-1521，其特征在于所述的驅(qū)動芯片為一個NPN管和一個PNP管串聯(lián)組成的推挽電 路，NPN管和PNP管的基極共同連接到電阻R2與三極管T1的集電極相連接的一端，NPN管 集電極連接到電阻R2另一端，且連接到電源VCC上，PNP管的集電極連接到三極管T1的發(fā) 射極，且連接到地。本實用新型的高壓變頻器驅(qū)動電路，其進一步的技術方案是所述的PWM信號接入 幅值為5V，PWM信號接入端與三極管T1的基極電阻R1連接，電阻R1的大小為51K，三極管 T1的集電極電阻R2的大小為2K，與NPN管和PNP管的發(fā)射極串接的電阻R3大小為30歐， 電阻R3接到光纖頭HFBR-1521的1腳，并且保留1腳和2腳之間的并聯(lián)電阻R4，R4的大小 為2K。當光纖為2米左右的長度，R3可選用60歐姆的電阻，此時驅(qū)動電流越為35mA，驅(qū)動 能力能達到要求。本實用新型的高壓變頻器驅(qū)動電路，其進一步的技術方案還可以是在該高壓變頻 器驅(qū)動電路的PWM信號接入端并聯(lián)有一個濾波電容來濾除尖峰電壓；再進一步的技術方案 是當PWM信號接入幅值為5V時，濾波電容的大小為10PF。本實用新型的高壓變頻器驅(qū)動電路，其進一步的技術方案還可以是所述的驅(qū)動芯 片輸出側(cè)的串接電阻R3的大小可根據(jù)光纖線路的長度進行調(diào)整以滿足驅(qū)動能力所要求的 驅(qū)動電流。本實用新型具有以下有益效果本實用新型的高壓變頻器驅(qū)動電路當PWM信號為高電平的時候，推挽電路光纖頭 均不工作，所以不存在能量損耗，當PWM信號為低電平的時候，光纖頭能正常工作，而且電 壓分成了基本平均的三部分，一部分在光纖頭內(nèi)部的發(fā)光二極管上，另一部分在R3上，還 有一部分在NPN三極管上，所以比原來的兩部分熱量更分散，以至溫升也會進一步減少，這 樣就增加了器件的工作壽命。因為能耗減少了不足原來的一半，所以電源也可以做的更小， 成本上能得到更好的控制，可大大節(jié)約成本。同時由于能量損耗的分散，使得器件的壽命能 大大提高。另外從常識上也知道，越是簡單的器件組合，其性能越穩(wěn)定，越是復雜的組合出 故障的幾率越大，所以本電路的可靠性也會進一步提高。由于是采用簡單的獨立器件組合， 所以響應時間也能進一步提高，可以得到更廣泛的應用。
圖1為現(xiàn)有的高壓變頻器驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型的高壓變頻器驅(qū)動電路電路結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型技術內(nèi)容作說明如圖2所示，本實用新型的高壓變頻器驅(qū)動電路，包括有PWM信號接入端、三極管 T1、三極管T1的基極電阻R1、三極管T1的集電極電阻R2、驅(qū)動芯片、輸出側(cè)的串接電阻R3 和驅(qū)動端光纖頭HFBR-1521，其特征在于所述的驅(qū)動芯片為一個NPN管和一個PNP管串聯(lián)組 成的推挽電路，NPN管和PNP管的基極共同連接到電阻R2與三極管T1的集電極相連接的
4一端，NPN管集電極連接到電阻R2另一端，且連接到電源VCC上，PNP管的集電極連接到三 極管T1的發(fā)射極，且連接到地。所述的PWM信號接入幅值為5V，PWM信號接入端與三極管 T1的基極電阻R1連接，電阻R1的大小為51K，三極管T1的集電極電阻R2的大小為2K，與 NPN管和PNP管的發(fā)射極串接的電阻R3大小為30歐，電阻R3接到光纖頭HFBR-1521的1 腳，并且保留1腳和2腳之間的并聯(lián)電阻R4，R4的大小為2K。本實施方式信號端同樣接入幅值為5V的PWM信號，當PWM為高電平5V時，三極 管基射壓降約為0. 7V，基極電流約為(5-0. 7)/51K = 0. 084mA。由于三極管的HFE為100， 電阻R2為2K，根據(jù)三極管的電流放大倍數(shù)，很容易得到三極管處于飽和狀態(tài)，輸出為低電 平，約為0. 3V，在推挽電路里，NPN三極管處于截止狀態(tài)，所以推挽電路輸出相當于斷路狀 態(tài)，DS75741的輸入側(cè)為低電平，DS75741處于不工作狀態(tài)，由于無電流流過推挽電路和光 纖頭，所以基本無能量損耗。當PWM為低電平時，基極無電流流過，所以三極管T1處于截止狀態(tài)，集電極輸出為 高電平5V，推挽電路的NPN管工作，PNP管截止。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)顯示，R2上電壓為0. 8V，推 挽電路的NPN管的基極電.壓為0. 7V，R3上電壓為1. 9V，光纖頭內(nèi)部的發(fā)光二極管為1. 6V, NPN管的Vce為1. 5V，根據(jù)R3上的電壓可計算出光纖頭的工作電流為1. 9V/30歐=63mA, 由HFBR-1521的工作參數(shù)得知，這個電流能滿足光纖頭的正常工作。
權利要求一種高壓變頻器驅(qū)動電路，包括有PWM信號接入端、三極管T1、三極管T1的基極電阻R1、三極管T1的集電極電阻R2、驅(qū)動芯片、輸出側(cè)的串接電阻R3和驅(qū)動端光纖頭HFBR 1521，其特征在于所述的驅(qū)動芯片為一個NPN管和一個PNP管串聯(lián)組成的推挽電路，NPN管和PNP管的基極共同連接到電阻R2與三極管T1的集電極相連接的一端，NPN管集電極連接到電阻R2另一端，且連接到電源VCC上，PNP管的集電極連接到三極管T1的發(fā)射極，且連接到地。
2.根據(jù)權利要求1所述的高壓變頻器驅(qū)動電路，其特征在于所述的PWM信號接入幅值 為5V，PWM信號接入端與三極管Tl的基極電阻Rl連接，電阻Rl的大小為51K，三極管Tl 的集電極電阻R2的大小為2K，與NPN管和PNP管的發(fā)射極串接的電阻R3大小為30歐，電 阻R3接到光纖頭HFBR-1521的1腳，并且保留1腳和2腳之間的并聯(lián)電阻R4，R4的大小為 2K。
3.根據(jù)權利要求1所述的高壓變頻器驅(qū)動電路，其特征在于在該高壓變頻器驅(qū)動電路 的PWM信號接入端并聯(lián)有一個濾波電容來濾除尖峰電壓。
4.根據(jù)權利要求3所述的高壓變頻器驅(qū)動電路，其特征在于當PWM信號接入幅值為5V 時，濾波電容的大小為10PF。
5.根據(jù)權利要求1所述的高壓變頻器驅(qū)動電路，其特征在于所述的驅(qū)動芯片輸出側(cè)的 串接電阻R3的大小可根據(jù)光纖線路的長度進行調(diào)整以滿足驅(qū)動能力所要求的驅(qū)動電流。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓變頻器驅(qū)動電路，該電路簡單方便成本低，同時可大大節(jié)約能量損耗。本實用新型的高壓變頻器驅(qū)動電路，包括有PWM信號接入端、三極管T1、三極管T1的基極電阻R1、三極管T1的集電極電阻R2、驅(qū)動芯片、輸出側(cè)的串接電阻R3和驅(qū)動端光纖頭HFBR-1521，其特征在于所述的驅(qū)動芯片為一個NPN管和一個PNP管串聯(lián)組成的推挽電路，NPN管和PNP管的基極共同連接到電阻R2與三極管T1的集電極相連接的一端，NPN管集電極連接到電阻R2另一端，且連接到電源VCC上，PNP管的集電極連接到三極管T1的發(fā)射極，且連接到地。
文檔編號H02M3/155GK201656773SQ20102012168
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權日2010年3月2日
發(fā)明者石泉 申請人:南京亞派科技實業(yè)有限公司