一種開關(guān)管驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種開關(guān)管驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)管Q1、Q2是一對互補(bǔ)導(dǎo)通且不共地的開關(guān)管，其驅(qū)動電路的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括死區(qū)邏輯電路100、第一隔離電路101、第一放大電路102、第二隔離電路201和第二放大電路202，其中:死區(qū)邏輯電路100具有兩個輸入引腳和兩個輸出引腳，兩個輸入引腳用于接收開關(guān)管Q1、Q2的PffM信號(兩信號互補(bǔ))，一個輸出引腳依次經(jīng)第一隔離電路101、第一放大電路102連接至開關(guān)管Ql的控制極，另一個輸出引腳依次經(jīng)第二隔離電路201、第二放大電路202連接至開關(guān)管Q2的控制極。死區(qū)邏輯電路100的作用在于在輸入的兩路互補(bǔ)PWM信號上插入死區(qū)時(shí)間，得到兩路帶死區(qū)的互補(bǔ)PWM信號，以避免開關(guān)管Ql、Q2同時(shí)導(dǎo)通而發(fā)生直流母線短路現(xiàn)象。
[0003]死區(qū)邏輯電路100以兩路帶死區(qū)的互補(bǔ)Pmi信號走線中所有器件的延時(shí)時(shí)間參數(shù)的總和作為要插入的死區(qū)時(shí)間的設(shè)定值，但器件的延時(shí)時(shí)間參數(shù)難免存在偏差，因此實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間與設(shè)定值也就難免存在差異，例如:若第一隔離電路101的延時(shí)時(shí)間參數(shù)存在-Atl的負(fù)偏差、第二隔離電路201的延時(shí)時(shí)間參數(shù)存在+Atl的正偏差，則實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間相比設(shè)定值會增加2* △ 11;若第一隔離電路1I的延時(shí)時(shí)間參數(shù)存在+ △ 11的正偏差、第二隔離電路201的延時(shí)時(shí)間參數(shù)存在-Atl的負(fù)偏差，則實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間相比設(shè)定值會減小2* AU。
[0004]而插入死區(qū)時(shí)間本來就是以犧牲波形輸出質(zhì)量和輸出效率為代價(jià)的，因此上述差異會帶來以下問題:實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間比設(shè)定值大，會使波形輸出質(zhì)量和輸出效率更差；實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間比設(shè)定值小，會增加開關(guān)管Q1、Q2同時(shí)導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)。對此，如何盡量減小實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間與設(shè)定值之間的差異，一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員所追求的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種開關(guān)管驅(qū)動電路，以減小實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間與設(shè)定值之間的差異。
[0006]—種開關(guān)管驅(qū)動電路，用于驅(qū)動第一開關(guān)管和第二開關(guān)管，兩開關(guān)管互補(bǔ)導(dǎo)通且不共地，所述開關(guān)管驅(qū)動電路包括第一隔離電路、第二隔離電路、反向和死區(qū)邏輯電路、第一放大電路和第二放大電路，其中:
[0007]所述反向和死區(qū)邏輯電路至少具有一個輸入引腳和兩個輸出引腳，用于將一路PWM信號轉(zhuǎn)換為兩路帶死區(qū)的互補(bǔ)PWM信號；
[0008]所述反向和死區(qū)邏輯電路的輸入引腳接所述第一隔離電路的輸出引腳；
[0009]所述第一隔離電路的輸入引腳用于接收所述第一開關(guān)管的PffM信號；
[0010]所述反向和死區(qū)邏輯電路的一個輸出引腳經(jīng)所述第一放大電路連接至所述第一開關(guān)管的控制極，其另一個輸出引腳依次經(jīng)所述第二隔離電路、所述第二放大電路連接至所述第二開關(guān)管的控制極。
[0011]其中，當(dāng)所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管為高電平有效時(shí)，所述反向和死區(qū)邏輯電路用于將所述第一開關(guān)管的PWM信號分為兩路:一路下降沿不變、上升沿延時(shí)一個死區(qū)時(shí)間輸出至所述第一放大電路；另一路取反后下降沿不變、上升沿延時(shí)一個死區(qū)時(shí)間輸出至所述第二隔離電路。
[0012]其中，當(dāng)所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管為高電平有效時(shí)，所述反向和死區(qū)邏輯電路用于將所述第一開關(guān)管的PWM信號分為兩路:一路下降沿不變、上升沿延時(shí)一個死區(qū)時(shí)間輸出至所述第一放大電路；另一路上升沿不變、下降沿延時(shí)一個死區(qū)時(shí)間輸出至所述第二隔離電路。
[0013]其中，所述第一隔離電路和所述第二隔離電路的類型為磁隔離電路、光隔離電路或電容式隔離電路。
[0014]其中，所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的類型為絕緣柵雙極晶體管或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0015]其中，所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管分別為同一橋臂的上、下開關(guān)管。
[0016]其中，所述第二開關(guān)管和所述第一開關(guān)管分別為同一橋臂的上、下開關(guān)管。
[0017]可選地，所述開關(guān)管驅(qū)動電路還包括:串接在所述第一放大電路的輸入側(cè)與所述第二放大電路的輸入側(cè)之間的第一互鎖電路和第三隔離電路，以及連接在所述第一放大電路的輸入側(cè)與所述第二隔離電路的輸入側(cè)之間的第二互鎖電路。
[0018]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過將一個隔離電路調(diào)離出兩路帶死區(qū)的互補(bǔ)P麗信號走線，以此消除了該隔離電路的延時(shí)時(shí)間參數(shù)偏差對實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間造成的影響。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例減小了實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間與設(shè)定值之間的差異，減小程度就是該隔離電路的延時(shí)時(shí)間參數(shù)偏差。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)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發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)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。
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)公開的一種開關(guān)管驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種開關(guān)管驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種反向和死區(qū)邏輯電路的輸入輸出波形圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種反向和死區(qū)邏輯電路的輸入輸出波形圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開的又一種開關(guān)管驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了引用和清楚起見，下文中使用的技術(shù)名詞、簡寫或縮寫總結(jié)如下:
[0026]PffM:Pulse Width Modulat1n，脈沖寬度調(diào)制；
[0027]IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣棚.雙極晶體管；
[0028]MOSFET:Metal Oxide Semiconductor FET，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)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(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種開關(guān)管驅(qū)動電路，用于驅(qū)動一對互補(bǔ)導(dǎo)通且不共地的開關(guān)管Q1、Q2，以減小實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間與設(shè)定值之間的差異，包括第一隔離電路100、第二隔離電路200、反向和死區(qū)邏輯電路300、第一放大電路400和第二放大電路500，其中:
[0031]反向和死區(qū)邏輯電路300至少具有一個輸入引腳和兩個輸出引腳，用于將一路PWM信號轉(zhuǎn)換為兩路帶死區(qū)的互補(bǔ)PWM信號；
[0032]反向和死區(qū)邏輯電路300的輸入引腳接第一隔離電路100的輸出引腳；
[0033]第一隔離電路100的輸入引腳用于接收開關(guān)管Ql的PffM信號；
[0034]反向和死區(qū)邏輯電路300的一個輸出引腳經(jīng)第一放大電路400連接至開關(guān)管Ql的控制極，其另一個輸出引腳依次經(jīng)第二隔離電路200、第二放大電路500連接至開關(guān)管Q2的控制極。
[0035]由于要插入的死區(qū)時(shí)間的設(shè)定值是兩路帶死區(qū)的互補(bǔ)PffM信號走線中所有器件的延時(shí)時(shí)間參數(shù)的總和，任一器件的延時(shí)時(shí)間參數(shù)偏差都會對實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間造成影響，因此本實(shí)施例在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，將一個隔離電路(即第一隔離電路100)調(diào)離出兩路帶死區(qū)的互補(bǔ)PWM信號走線，以此消除了該隔離電路的延時(shí)時(shí)間參數(shù)偏差對實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間造成的影響。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例減小了實(shí)際插入的死區(qū)時(shí)間與設(shè)定值之間的差異，減小程度就是該隔離電路的延時(shí)時(shí)間參數(shù)偏差。
[0036]本實(shí)施例在達(dá)到上述技術(shù)效果的同時(shí)，其驅(qū)動開關(guān)管Q1、Q2互補(bǔ)導(dǎo)通的基本功能并不改變。假設(shè)開關(guān)管Ql、Q2分別為橋式逆變器同一橋臂上下兩個開關(guān)管，下面，以此為例對圖2所示開關(guān)管驅(qū)動電路的工作原理進(jìn)行詳述。
[0037]橋式逆變器要求同一橋臂上下兩個開關(guān)管互補(bǔ)導(dǎo)通，但是任何電力電子器件的開通和關(guān)斷都需要一定的時(shí)間才能完成，若其中一個開關(guān)管沒有完成關(guān)斷之前另一個開關(guān)管已經(jīng)導(dǎo)通，就會形成兩個開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通而造成直流母線短路，因此，必須在開關(guān)管Q1、Q2的PffM信號上插入死區(qū)時(shí)間，以達(dá)到向一個開關(guān)管發(fā)送關(guān)斷信號之后延遲一段時(shí)間再向另一個開關(guān)管發(fā)送開通信號的效果，該延遲時(shí)間就是所述死區(qū)時(shí)間。
[0038]在本實(shí)施例中，死區(qū)時(shí)間的插入由反向和死區(qū)邏輯電路300完成，具體為:反向和死區(qū)邏輯電路300以開關(guān)管Ql的PffM信號作為輸入，將其轉(zhuǎn)換成兩路帶死區(qū)的互補(bǔ)PffM信號，一路(以下簡稱為“信號HS”)經(jīng)第一