一種開關管驅(qū)動電路和多電平電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力電子技術領域，更具體地說，涉及一種開關管驅(qū)動電路和多電平電路。
【背景技術】
[0002]在多電平電路中，為防止電路直通要求開關管驅(qū)動信號互鎖，但在實際應用時可能因控制邏輯錯誤、線路干擾等原因，造成需要互鎖的開關管驅(qū)動信號同時有效，進而使得需要互鎖的開關管同時導通，形成直通回路，直通回路中出現(xiàn)的短路沖擊電流極易燒毀開關管。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實用新型提供一種開關管驅(qū)動電路和多電平電路，以防止多電平電路中需要互鎖的開關管同時導通。
[0004]一種開關管驅(qū)動電路，具體的:
[0005]所述開關管驅(qū)動電路的輸出端連接第一開關管的控制極；
[0006]所述開關管驅(qū)動電路的輸入端連接所述第一開關管的驅(qū)動信號引腳以及N個第二開關管的驅(qū)動信號引腳；
[0007]其中，所述第一開關管為多電平電路中的I個開關管，所述N個第二開關管為所述多電平電路中需要與所述第一開關管滿足互鎖關系的全部開關管，N多I ;
[0008]所述開關管驅(qū)動電路用于在檢測到所述第一開關管的驅(qū)動信號引腳為設定電平、所述N個第二開關管的驅(qū)動信號引腳均為所述設定電平的反相電平時，生成并輸出用于控制所述第一開關管導通的信號。
[0009]其中，所述開關管驅(qū)動電路包括I個隔離驅(qū)動芯片、I個直流源和N+2個電阻，具體的:
[0010]所述隔離驅(qū)動芯片的輸出端接所述第一開關管的控制極；
[0011]第I個所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動芯片的正輸入端，另一端接所述直流源；
[0012]第2個所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動芯片的負輸入端，另一端接所述第一開關管的驅(qū)動信號引腳；
[0013]其余N個電阻的一端與所述N個第二開關管的驅(qū)動信號引腳一一對應連接，另一端同時接所述隔離驅(qū)動芯片的正輸入端。
[0014]其中，當N彡2時，所述開關管驅(qū)動電路還包括N個二極管，具體的:
[0015]所述N個二極管與所述其余N個電阻一一對應、串行連接，且每一個所述二極管的陽極均連接所述隔離驅(qū)動芯片的正輸入端。
[0016]其中，所述隔離驅(qū)動芯片為電流型輸入的驅(qū)動芯片或電壓型輸入的驅(qū)動芯片。
[0017]其中，所述開關管驅(qū)動電路I個隔離驅(qū)動芯片、I個直流源、N+3個電阻和N+1個第三開關管，具體的:
[0018]所述隔離驅(qū)動芯片的輸出端接所述第一開關管的控制極；
[0019]第I個所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動芯片的正輸入端，另一端接所述直流源；
[0020]第2個所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動芯片的負輸入端，另一端接所述直流源；
[0021]第3個所述電阻的一端接第I個所述第三開關管的控制極，另一端接所述第一開關管的驅(qū)動信號引腳；第I個所述第三開關管的輸入極接所述隔離驅(qū)動芯片的負輸入端，其輸出極接地；
[0022]其余N個電阻的一端與所述N個第二開關管的驅(qū)動信號引腳一一對應連接，另一端與其余N個第三開關管的控制極一一對應連接；所述其余N個第三開關管的輸入極同時接所述隔離驅(qū)動芯片的正輸入端，其輸出極同時接地。
[0023]其中，所述隔離驅(qū)動芯片為電流型輸入的驅(qū)動芯片或電壓型輸入的驅(qū)動芯片。
[0024]其中，所述N+1個第三開關管為MOSFET或三極管。
[0025]一種多電平電路，包括:多個開關管，以及與每一個所述開關管一一對應連接的上述公開的任一種開關管驅(qū)動電路。
[0026]其中，所述多個開關管為IGBT或MOSFET。
[0027]從上述的技術方案可以看出，本實用新型以設定電平作為每一路開關管驅(qū)動信號的有效信號，并將具有互鎖邏輯的開關管驅(qū)動信號集中到同一開關管驅(qū)動電路中，互相約束各開關管的通斷，那么當多電平電路統(tǒng)一采用本實用新型公開的開關管驅(qū)動電路來驅(qū)動需要互鎖的開關管時，就不會出現(xiàn)因需要互鎖的開關管驅(qū)動信號同時為有效信號而使得本應互鎖的開關管同時導通的情況。并且，在故障解除后，可以立刻恢復正常，不影響多電平電路繼續(xù)正常運行。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1為本實用新型實施例公開的一種開關管驅(qū)動電路引腳功能示意圖；
[0030]圖2a為現(xiàn)有技術公開的一種T字型三電平電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2b為現(xiàn)有技術公開的一種I字型三電平電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3a為本實用新型實施例公開的一種開關管Ql的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3b為本實用新型實施例公開的一種開關管Q2的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3c為本實用新型實施例公開的一種開關管Q3的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3d為本實用新型實施例公開的一種開關管Q4的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4a為本實用新型實施例公開的又一種開關管Ql的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4b為本實用新型實施例公開的又一種開關管Q4的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖5a為本實用新型實施例公開的又一種開關管Ql的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5b為本實用新型實施例公開的又一種開關管Q2的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5c為本實用新型實施例公開的又一種開關管Q3的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5d為本實用新型實施例公開的又一種開關管Q4的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0043]參見圖1，本實用新型實施例公開了一種開關管驅(qū)動電路，以防止多電平電路中需要互鎖的開關管同時導通，具體如下:
[0044]所述開關管驅(qū)動電路的輸出端連接第一開關管的控制極；
[0045]所述開關管驅(qū)動電路的輸入端連接所述第一開關管的驅(qū)動信號引腳以及N個第二開關管的驅(qū)動信號引腳；
[0046]其中，所述第一開關管為多電平電路中的I個開關管，所述N個第二開關管為所述多電平電路中需要與所述第一開關管滿足互鎖關系的全部開關管，N多I ;
[0047]所述開關管驅(qū)動電路用于在檢測到所述第一開關管的驅(qū)動信號引腳為設定電平、所述N個第二開關管的驅(qū)動信號引腳均為所述設定電平的反相電平時，生成并輸出用于控制所述第一開關管導通的信號。
[0048]本實用新型以設定電平作為每一路開關管驅(qū)動信號的有效信號(也就是說，任何一個開關管導通時對應的本開關管的驅(qū)動信號都為所述設定電平)，并將具有互鎖邏輯的開關管驅(qū)動信號集中到同一開關管驅(qū)動電路中，互相約束各開關管的通斷，那么當多電平電路統(tǒng)一采用本實用新型公開的開關管驅(qū)動電路來驅(qū)動需要互鎖的開關管時，就不會出現(xiàn)因需要互鎖的開關管驅(qū)動信號同時為有效信號而使得本應互鎖的開關管同時導通的情況。并且，在故障解除后，可以立刻恢復正常，不影響多電平電路繼續(xù)正常運行。
[0049]其中，本實用新型可以以低電平作為每一路開關管驅(qū)動信號的有效信號，也可以以高電平作為每一路開關管驅(qū)動信號的有效信號，這兩種情況下對應的所述開關管驅(qū)動電路的拓撲結(jié)構(gòu)存在不同，具體描述如下:
[0050]I)當以低電平作為每一路開關管驅(qū)動信號的有效信號時，所述開關管驅(qū)動電路包括I個隔離驅(qū)動芯片、I個直流源和N+2個電阻，其中:
[0051]所述隔離驅(qū)動芯片的輸出端接所述第一開關管的控制極；
[0052]第I個所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動芯片的正輸入端，另一端接所述直流源；
[0053]第2個所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動芯片的負輸入端，另一端接所述第一開關管的驅(qū)動信號引腳；
[0054]其余N個電阻的一端與所述N個第二開關管的驅(qū)動信號引腳一一對應連接，另一端同時接所述隔離驅(qū)動芯片的正輸入端。
[0055]其中，所述隔離驅(qū)動芯片的原邊輸入均為高電平有效，當原邊IN+與IN-的電壓差達到一定閾值時，副邊Vout輸出用于控制所述第一開關管導通的信號。所述隔離驅(qū)動芯片可以是電流型輸入的驅(qū)動芯片，也可以是電壓型輸入的驅(qū)動芯片，并不局限。
[0056]針對多電平電路中需要互鎖的開關管，其各自對應連接的驅(qū)動電路均按照如上給出的拓撲結(jié)構(gòu)進行構(gòu)建，即可防止多電平電路中需要互鎖的開關管同時導通。以三電平電路為例(所述三電平電路可以是圖2a所示的T字型三電平電路，也可以是圖2b所示的I字型三電平電路；圖2a或圖2b所示的三電平電路共有四個開關管Ql?Q4，將Ql?Q4的驅(qū)動信號分別記為PWMl?PWM4，因為主電路工作模式的需要，要求同時滿足PWMl與PWM3