一種磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路，包括占空比分頻電路、變壓器隔離電路、占空比合并電路；采用占空比分頻的技術(shù)，保證驅(qū)動(dòng)變壓器能夠磁恢復(fù)，且幅值穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。本發(fā)明磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路不需要用外加器件和電路對(duì)驅(qū)動(dòng)變壓器進(jìn)行磁恢復(fù)、驅(qū)動(dòng)波形更精準(zhǔn)穩(wěn)定、電路拓?fù)浜?jiǎn)單、有源功率器件少、體積小、損耗少、易于實(shí)現(xiàn)、電路器件簡(jiǎn)單、成本低、體積小、穩(wěn)定性和驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等。
【專利說明】—種磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路，屬電力電子技術(shù)中的驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】:
[0002]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變壓器隔離驅(qū)動(dòng)電路得到了廣泛的研究和應(yīng)用，同時(shí)某些特定的場(chǎng)合也對(duì)變壓器隔離驅(qū)動(dòng)電路提出了更高的要求:在占空比大于0.5時(shí)，如何解決驅(qū)動(dòng)變壓器驅(qū)動(dòng)能力不足等問題。磁稱合隔離驅(qū)動(dòng)電路(Magnetic couplingisolatingdrive circuit,以下簡(jiǎn)稱MCIDC)是一種能夠很好解決上述問題的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),相對(duì)于傳統(tǒng)的變壓器驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路具有很好的占空比幅值穩(wěn)定性，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、損耗較小、易于實(shí)現(xiàn)。同時(shí)占空比分離部分由數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，控制精準(zhǔn)、波形穩(wěn)定、損耗較小，是一種很具有研究?jī)r(jià)值和發(fā)展前景的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0003]本發(fā)明提供一種磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路，其采用新型磁耦合技術(shù)解決磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路在占空比大于0.5時(shí),驅(qū)動(dòng)能力不足的問題。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路，其包括占空比分頻電路、變壓器隔離電路、占空比合并電路，所述占空比分頻電路包括第一觸發(fā)器D1、第二觸發(fā)器D2、第一與門Al、第二與門A2、第一三極管S1、第二三極管S2、第三三極管S3、第四三極管S4 ；變壓器隔離電路包括第一隔直電容Cl、第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl、第二隔直電容C2、第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2、第一電阻R1、第二電阻R2 ；占空比合并電路包括第一或門01、第五三極管S5、第六三極管S6 ;其中PWM波的占空比輸入PWMl和第一觸發(fā)器D1、第二觸發(fā)器D2的時(shí)鐘端相連；PWM波的占空比輸入PWMl分別和第一與門Al、第二與門A2的輸入端的一端相連；第二觸發(fā)器D2的Q非端與第二觸發(fā)器D2的D端相連；第二觸發(fā)器D2的Q端與第一觸發(fā)器Dl的D端相連；第二觸發(fā)器D2的Q端和第二與門A2的輸入端的另一端相連；第一觸發(fā)器Dl的Q端和第一與門Al的輸入端的另一端相連；第一與門Al輸出端和第一三極管S1、第二三極管S2的基極相連；第二與門A2輸出端和第三三極管S3、第四三極管S4的基極相連；第一三極管S1、第三三極管S3的集電極和第一外接電源Vcc相連；第一三極管SI，第二三極管S2的發(fā)射極連接后和第一隔直電容Cl的一端相連；第三三極管S3、第四三極管S4的發(fā)射極連接后和第二隔直電容C2的一端相連；第二三極管S2、第四三極管S4的集電極和第一外接電源地GND相連；第一隔直電容Cl的另一端連接第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的原邊上側(cè)；第二隔直電容C2的令一端連接驅(qū)動(dòng)變壓器T2的原邊上側(cè)；第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl、第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的下側(cè)和第一外接電源地GND相連；第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的副邊上側(cè)連接第一電阻Rl的一端；第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的副邊上側(cè)連接第二電阻R2的一端；第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的副邊下側(cè)連接第二外接電源地Vc-;第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的副邊下側(cè)連接第二外接電源地Vc-;第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的副邊下側(cè)連接第一電阻Rl的另一端；第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的副邊下側(cè)連接第二電阻R2的另一端；第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的副邊上側(cè)連接第一或門01的輸入端；第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的副邊上側(cè)連接第一或門Ol的輸入端的另一端；第一或門01的輸出端和第五三極管S5、第六三極管S6的基極相連；第五三極管S5的集電極和第二外接電源Vc+相連；第五三極管S5的發(fā)射極和第六三極管S6的發(fā)射極相連后和占空比輸出端Qg的一端相連；第六三極管S6的集電極和第二外接電源地Vc-相連。
[0005]本發(fā)明是實(shí)現(xiàn)用變壓器隔離驅(qū)動(dòng)，占空比可大于0.5的驅(qū)動(dòng)電路，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0006]( I)不需要用外加器件和電路對(duì)驅(qū)動(dòng)變壓器進(jìn)行磁恢復(fù)；
[0007](2)隨著數(shù)字器件的引入，驅(qū)動(dòng)波形更精準(zhǔn)、穩(wěn)定；
[0008](3)電路拓?fù)浜?jiǎn)單，有源功率器件少，體積小，損耗少，易于實(shí)現(xiàn)；
[0009](4)電路器件簡(jiǎn)單，成本低，體積小，穩(wěn)定性好，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0010]圖1為本發(fā)明的可實(shí)現(xiàn)用磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)，占空比可大于0.5的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明的可實(shí)現(xiàn)用磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)，占空比可大于0.5的驅(qū)動(dòng)電路各工作豐旲態(tài)不意圖。
[0012]其中:
[0013]1-占空比分頻電路；2_變壓器隔離電路；3_占空比合并電路；D1、D2—第一、第二 D觸發(fā)器；A1、A2—第一、第二與門；S1?S6—第一?第六三極管；C1、C2—第一、第二隔直電容；Τ1、Τ2-第一、第二驅(qū)動(dòng)變壓器；R1?R2-第一?第二電阻；01—第一或門；PWM1—占空比輸入；Qg—占空比輸出端；VCC—第一外接電源；Vc+—第二外接電源；GND-第一外接電源地；Vc第二外接電源地。
【具體實(shí)施方式】:
[0014]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)用變壓器隔離驅(qū)動(dòng)，占空比可大于0.5的驅(qū)動(dòng)電路，包括占空比分頻電路1、變壓器隔離電路2、占空比合并電路3，其中占空比分頻電路I包括第一觸發(fā)器D1、第二觸發(fā)器D2、第一與門Al、第二與門A2、第一三極管S1、第二三極管S2、第三三極管S3、第四三極管S4 ;變壓器隔離電路2包括第一隔直電容Cl、第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl、第二隔直電容C2、第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2、第一電阻R1、第二電阻R2 ；占空比合并電路3包括第一或門01、第五三極管S5、第六三極管S6。其中PWM波的占空比輸入PWMl和第一觸發(fā)器Dl、第二觸發(fā)器D2的時(shí)鐘端相連；PWM波的占空比輸入PWMl分別和第一與門Al、第二與門A2的輸入端的一端相連；第二觸發(fā)器D2的Q非端與第二觸發(fā)器D2的D端相連；第二觸發(fā)器D2的Q端與第一觸發(fā)器Dl的D端相連；第二觸發(fā)器D2的Q端和第二與門A2的輸入端的另一端相連；第一觸發(fā)器Dl的Q端和第一與門Al的輸入端的另一端相連；第一與門Al輸出端和第一三極管S1、第二三極管S2的基極相連；第二與門A2輸出端和第三三極管S3、第四三極管S4的基極相連；第一三極管S1、第三三極管S3的集電極和第一外接電源Vcc相連；第一三極管SI,第二三極管S2的發(fā)射極連接后和第一隔直電容Cl的一端相連；第三三極管S3、第四三極管S4的發(fā)射極連接后和第二隔直電容C2的一端相連；第二三極管S2、第四三極管S4的集電極和第一外接電源地GND相連；第一隔直電容Cl的另一端連接第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的原邊上側(cè)；第二隔直電容C2的令一端連接驅(qū)動(dòng)變壓器T2的原邊上側(cè)；第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl、第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的下側(cè)和第一外接電源地GND相連；第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的副邊上側(cè)連接第一電阻Rl的一端；第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的副邊上側(cè)連接第二電阻R2的一端；第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的副邊下側(cè)連接第二外接電源地Vc-;第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的副邊下側(cè)連接第二外接電源地Vc-;第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的副邊下側(cè)連接第一電阻Rl的另一端;第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的副邊下側(cè)連接第二電阻R2的另一端；第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl的副邊上側(cè)連接第一或門Ol的輸入端；第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2的副邊上側(cè)連接第一或門01的輸入端的另一端；第一或門01的輸出端和第五三極管S5、第六三極管S6的基極相連；第五三極管S5的集電極和第二外接電源Vc+相連；第五三極管S5的發(fā)射極和第六三極管S6的發(fā)射極相連后和占空比輸出端Qg的一端相連；第六三極管S6的集電極和第二外接電源地Vc-相連。
[0015]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)用變壓器隔離驅(qū)動(dòng)，占空比可大于0.5的驅(qū)動(dòng)電路大致可分為兩個(gè)工作區(qū)間:1、第一觸發(fā)器Dl的Q端輸出高電平時(shí)，第二觸發(fā)器D2的Q端輸出低電平，第一觸發(fā)器Dl的Q端輸出經(jīng)第一與門Al和占空比輸入PWMl相與后將高電平輸出給第一三極管S1、第二三極管S2的基極，第一三極管S1、第二三極管S2的發(fā)射極再將高電平傳遞給第一隔直電容Cl，第一隔直電容Cl將高電平傳遞給第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl，第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl經(jīng)第一或門01輸入端輸入并與01另一輸入端相或后將高電平輸出給第五三極管S5、第六三極管S6的基極，第五三極管S5、第六三極管S6的的發(fā)射極再將第二外接電源Vc+的高電平傳遞到Qg端；2、第二觸發(fā)器D2的Q端輸出高電平時(shí)，第一觸發(fā)器Dl的Q端輸出低電平，第二觸發(fā)器D2的Q端輸出經(jīng)第二與門A2和占空比輸入PWMl相與后將高電平輸出給第三三極管S3、第四三極管S4的基極，第三三極管S3、第四三極管S4的發(fā)射極再將高電平傳遞給第二隔直電容C2，第二隔直電容C2將高電平傳遞給第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2，第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2經(jīng)第一或門01輸入端輸入并與01另一輸入端相或后將高電平輸出給第五三極管S5、第六三極管S6的基極，第五三極管S5、第六三極管S6的發(fā)射極再將第二外接電源的高電平傳遞到Qg端。
[0016]下面以圖1所示為主電路結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖2敘述本發(fā)明的磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路的工作原理和工作模態(tài)。
[0017]1.工作模態(tài)1:第一觸發(fā)器Dl的Q端輸出高電平時(shí),第二觸發(fā)器D2的Q端輸出低電平，第一觸發(fā)器Dl的Q端輸出經(jīng)第一與門Al和占空比輸入PWMl相與后將高電平輸出給第一三極管S1、第二三極管S2的基極，第一三極管S1、第二三極管S2的發(fā)射極再將高電平傳遞給第一隔直電容Cl，第一隔直電容Cl將高電平傳遞給第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl，第一驅(qū)動(dòng)變壓器Tl經(jīng)第一或門01將占空比的高電平輸出給第五三極管S5和第六三極管S6的基極，第五三極管S5和第六三極管S6的發(fā)射極再將第二外接電源Vc+的高電平傳遞給Qg端。
[0018]2、工作模態(tài)2:第二觸發(fā)器D2的Q端輸出高電平時(shí),第一觸發(fā)器Dl的Q端輸出低電平，第二觸發(fā)器D2的Q端輸出經(jīng)第二與門A2和占空比輸入PWMl相與后將高電平輸出給第三三極管S3、第四三極管S4的基極，第三三極管S3、第四三極管S4的發(fā)射極再將高電平傳遞給第二隔直電容C2，第二隔直電容C2將高電平傳遞給第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2，第二驅(qū)動(dòng)變壓器T2經(jīng)經(jīng)第一或門01將占空比的高電平輸出給第五三極管S5和第六三極管S6的基極，第五三極管S5和第六三極管S6的發(fā)射極再將第二外接電源Vc+的高電平傳遞給Qg端。
[0019]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種磁耦合隔離驅(qū)動(dòng)電路，其包括占空比分頻電路(I)、變壓器隔離電路(2)、占空比合并電路(3)，其特征在于:所述占空比分頻電路(I)包括第一觸發(fā)器(D1)、第二觸發(fā)器(D2)、第一與門(Al)、第二與門(A2)、第一三極管(SI)、第二三極管(S2)、第三三極管(S3)、第四三極管(S4);變壓器隔離電路(2)包括第一隔直電容(Cl)、第一驅(qū)動(dòng)變壓器(Tl)、第二隔直電容(C2)、第二驅(qū)動(dòng)變壓器(T2)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2);占空比合并電路(3)包括第一或門(01)、第五三極管(S5)、第六三極管(S6);其中PWM波的占空比輸入(PWMl)和第一觸發(fā)器(D1)、第二觸發(fā)器(D2)的時(shí)鐘端相連；PWM波的占空比輸入(PWMl)分別和第一與門(Al)、第二與門(A2)的輸入端的一端相連；第二觸發(fā)器(D2)的Q非端與第二觸發(fā)器(D2)的D端相連；第二觸發(fā)器(D2)的Q端與第一觸發(fā)器(Dl)的D端相連；第二觸發(fā)器(D2)的Q端和第二與門(A2)的輸入端的另一端相連；第一觸發(fā)器(Dl)的Q端和第一與門(Al)的輸入端的另一端相連；第一與門(Al)輸出端和第一三極管(SI)、第二三極管(S2)的基極相連；第二與門(A2)輸出端和第三三極管(S3)、第四三極管(S4)的基極相連；第一三極管(SI)、第三三極管(S3)的集電極和第一外接電源(Vcc)相連；第一三極管(SI)，第二三極管(S2)的發(fā)射極連接后和第一隔直電容(Cl)的一端相連；第三三極管(S3)、第四三極管(S4)的發(fā)射極連接后和第二隔直電容(C2)的一端相連；第二三極管(S2)、第四三極管(S4)的集電極和第一外接電源地(GND)相連；第一隔直電容(Cl)的另一端連接第一驅(qū)動(dòng)變壓器(Tl)的原邊上側(cè)；第二隔直電容(C2)的令一端連接驅(qū)動(dòng)變壓器(T2)的原邊上側(cè)；第一驅(qū)動(dòng)變壓器(Tl)、第二驅(qū)動(dòng)變壓器(T2)的下側(cè)和第一外接電源地(GND)相連；第一驅(qū)動(dòng)變壓器(Tl)的副邊上側(cè)連接第一電阻(Rl)的一端；第二驅(qū)動(dòng)變壓器(T2)的副邊上側(cè)連接第二電阻(R2)的一端；第一驅(qū)動(dòng)變壓器(Tl)的副邊下側(cè)連接第二外接電源地(Vc-);第二驅(qū)動(dòng)變壓器(T2)的副邊下側(cè)連接第二外接電源地(Vc-);第一驅(qū)動(dòng)變壓器(Tl)的副邊下側(cè)連接第一電阻(Rl)的另一端；第二驅(qū)動(dòng)變壓器(T2)的副邊下側(cè)連接第二電阻(R2)的另一端；第一驅(qū)動(dòng)變壓器(Tl)的副邊上側(cè)連接第一或門(01)的輸入端；第二驅(qū)動(dòng)變壓器(T2)的副邊上側(cè)連接第一或門(01)的輸入端的另一端；第一或門(01)的輸出端和第五三極管(S5)、第六三極管(S6)的基極相連；第五三極管(S5)的集電極和第二外接電源(Vc+)相連；第五三極管(S5)的發(fā)射極和第六三極管(S6)的發(fā)射極相連后和占空比輸出端(Qg)的一端相連；第六三極管(S6)的集電極和第二外接電源地(Vc-)相連。
【文檔編號(hào)】H03K19/0175GK103916117SQ201410122833
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】洪峰, 辛張楠, 劉周成 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)