專利名稱：隔離型功率管驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的應用領(lǐng)域為電力電子技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種隔離型功率管驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
高壓型功率管在數(shù)控機床、汽車電子、開關(guān)電源、數(shù)字音響、無線通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應用。在現(xiàn)有的技術(shù)中，功率驅(qū)動器一般工作在低電壓領(lǐng)域，難以滿足高電壓應用領(lǐng)域的需求。如今面世的高壓集成電路(HVIC)多應用在IKV以下的全橋或半橋控制領(lǐng)域， 功率管驅(qū)動器多應用在100V以下有應用領(lǐng)域，千伏級功率管驅(qū)動領(lǐng)域一直是一片空白，它們共同面對的難題是功率器件與控制部分共地而帶來的干擾無法從根本上解決。如何提高功率管在高電壓控制領(lǐng)域工作的穩(wěn)定性、有效發(fā)揮其性能是當務之急。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種隔離型功率管驅(qū)動器，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，可應用于高電壓功率管控制領(lǐng)域，驅(qū)動能力強，開關(guān)速度快，性能穩(wěn)定。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種隔離型功率管驅(qū)動器，其特征在于所述隔離型功率管驅(qū)動器包括PWM控制器、輸入驅(qū)動器、隔離電路、輸出驅(qū)動電路和功率管控制電路；所述PWM控制器，用于輸出頻率和占空比可調(diào)的方波信號，所述方波信號為TTL電平或CMOS電平；所述輸入驅(qū)動器，用于實現(xiàn)輸入級的TTL或CMOS邏輯信號到后級電路所需電平的轉(zhuǎn)換；所述隔離電路，用于實現(xiàn)輸入級控制信號與輸出級功率信號的隔離；所述輸出驅(qū)動電路，用于將隔離電路輸出的邏輯信號轉(zhuǎn)換為功率控制信號；所述功率管控制電路，用于根據(jù)輸出驅(qū)動電路提供的控制信號來判斷控制功率管開通或關(guān)斷；所述輸出驅(qū)動電路的信號地接功率管的源極，信號輸出端接功率管的柵極，功率管的漏極接電源VCC3。進一步，所述電流型開關(guān)電路包括P溝道場效應管、N溝道場效應管、電阻和電容。進一步，所述輸出負載電路包括柵極電阻、功率場效應管和負載電阻。進一步，所述隔離電路包括信號隔離電路和電源隔離電路。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明為一種可應用于高電壓領(lǐng)域控制的功率管驅(qū)動器，是基于信號隔離及電源隔離的功率管驅(qū)動器，區(qū)別于普通商用的非隔離型功率管驅(qū)動器。本發(fā)明可以應用于高電壓功率管控制領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)；驅(qū)動能力強，可以有效降低場效應管柵極電容的影響； 關(guān)速度快，可以滿足不同應用場所的需求。


圖1是本發(fā)明的原理框圖； 圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步描述
如圖1所示，本發(fā)明包括PWM控制器1、輸入驅(qū)動器2、隔離電路3、輸出驅(qū)動電路4和功率管控制電路5。PWM控制器1用于輸出頻率和占空比可調(diào)的方波信號，由PWM控制器1 輸出的方波信號可以為TTL電平或CMOS電平。輸入驅(qū)動器2用于實現(xiàn)輸入級的TLL電平到后級電路所需電平的轉(zhuǎn)換；隔離電路 3用于實現(xiàn)輸入級控制信號與輸出級功率信號的隔離，經(jīng)輸出驅(qū)動電路4，隔離后的控制信號可由功率管控制電路5用于控制功率管的導通和關(guān)斷。輸出驅(qū)動電路4用于將隔離電路3輸出的邏輯信號轉(zhuǎn)換為功率控制信號，功率管控制電路5用于根據(jù)輸出驅(qū)動電路4提供的控制信號來判斷控制功率管開通或關(guān)斷。如圖2所示，輸入驅(qū)動器2的功能是將輸入的TTL或CMOS邏輯信號(通常為PWM 信號)轉(zhuǎn)變成可以控制功率管工作的控制信號(通常為10伏級的邏輯信號)；輸入級的TTL 電平是來自PWM控制器1或高速時鐘的信號，它所在的邏輯電平不能直接用來驅(qū)動大功率場效應管，經(jīng)輸入驅(qū)動器出來的邏輯信號在為0伏或12伏，可以用來驅(qū)動大功率場效應管。 高速低延遲的輸入驅(qū)動器2將輸入級的TTL電平轉(zhuǎn)換為0到10伏級邏輯電平，足以控制功率管的工作。隔離電路3用于實現(xiàn)驅(qū)動電路輸出與后級驅(qū)動級的電氣隔離。隔離電路3共包括控制邏輯隔離(信號隔離)電路和電源隔離電路兩部分。其中邏輯隔離和電源隔離可以根據(jù)應用場所選擇電氣隔離的級別。電源隔離為后級的驅(qū)動器提供功率輸入。經(jīng)過隔離電路3， 低電壓輸入控制級的信號與高電壓輸出級完全實現(xiàn)了電氣上的隔離。輸出驅(qū)動電路4的作用是將隔離電路3輸出的邏輯信號轉(zhuǎn)換為功率控制信號。兩種信號的區(qū)別在于其帶負載能力的差異。邏輯信號只提供高低電平，沒有帶負載能力，不能直接用于控制功率管工作。功率控制信號是邏輯信號經(jīng)驅(qū)動之后的信號，有帶負載能力，可以直接用于功率管的控制。輸出驅(qū)動電路4包括一個NPN型三極管Ql和一個PNP型三極管Q2，三極管Ql的集電極接電源VCC2，發(fā)射極接三極管Q2的發(fā)射極，基極分別接隔離電路的信號輸出端和三極管Q2的基極，三極管Q2的集電極接地。輸出驅(qū)動電路4信號地接功率管的源極，信號輸出端接功率管的柵極，功率管的漏極接電源VCC3。功率管控制電路5的功率控制信號與功率管實現(xiàn)浮地是本發(fā)明的核心思路。功率控制信號與功率管不共用一套電源，從而可以實現(xiàn)對功率管的控制并且不受功率管供電系統(tǒng)的影響。功率管控制電路5可以取代HVIC的部分功能并彌補其在高電壓控制領(lǐng)域的不足，可以彌補非隔離型驅(qū)動器在百伏級應用領(lǐng)域的缺陷。可以廣泛應用于大功率BUCK型開關(guān)電源、半橋高邊驅(qū)動等電路之中。本發(fā)明的工作過程為PWM控制器1輸出的通常為COMS電平或TTL電平的邏輯控制信號，輸入驅(qū)動器2接收PWM控制器1輸出的控制信號，并將其轉(zhuǎn)換為可以控制開通或關(guān)斷功能管的邏輯信號。隔離電路3接收輸入驅(qū)動器2的輸出，并實現(xiàn)控制信號在電氣上的隔離。輸出驅(qū)動電路4接收隔離電路3輸出的隔離信號，并把其轉(zhuǎn)換為可以直接驅(qū)動功率管的信號。輸出驅(qū)動電路4的信號地接功率管的源極，信號輸出接功率管的柵極。實現(xiàn)輸出驅(qū)動電路4與功率管控制電路5的浮地，并為功率管控制電路5提供可以控制功率管開通或判斷的控制信號。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種隔離型功率管驅(qū)動器，其特征在于所述隔離型功率管驅(qū)動器包括PWM控制器、 輸入驅(qū)動器、隔離電路、輸出驅(qū)動電路和功率管控制電路；所述PWM控制器，用于輸出頻率和占空比可調(diào)的方波信號，所述方波信號為TTL電平或CMOS電平；所述輸入驅(qū)動器，用于實現(xiàn)輸入級的TTL或CMOS邏輯信號到后級電路所需電平的轉(zhuǎn)換；所述隔離電路，用于實現(xiàn)輸入級控制信號與輸出級功率信號的隔離；所述輸出驅(qū)動電路，用于將隔離電路輸出的邏輯信號轉(zhuǎn)換為功率控制信號；所述功率管控制電路，用于根據(jù)輸出驅(qū)動電路提供的控制信號來判斷控制功率管開通或關(guān)斷；所述輸出驅(qū)動電路的信號地接功率管的源極，信號輸出端接功率管的柵極，功率管的漏極接電源VCC3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型功率場效應管驅(qū)動器，其特征在于所述電流型開關(guān)電路包括P溝道場效應管、N溝道場效應管、電阻和電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型功率場效應管驅(qū)動器，其特征在于所述輸出負載電路包括柵極電阻、功率場效應管和負載電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型功率場效應管驅(qū)動器，其特征在于所述隔離電路包括信號隔離電路和電源隔離電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隔離型功率管驅(qū)動器，所述隔離型功率管驅(qū)動器包括PWM控制器、輸入驅(qū)動器、隔離電路、輸出驅(qū)動電路和功率管控制電路；所述PWM控制器，用于輸出頻率和占空比可調(diào)的方波信號，所述方波信號為TTL電平或CMOS電平；所述輸入驅(qū)動器，用于實現(xiàn)輸入級的TTL或CMOS邏輯信號到后級電路所需電平的轉(zhuǎn)換；所述隔離電路，用于實現(xiàn)輸入級控制信號與輸出級功率信號的隔離；所述輸出驅(qū)動電路，用于將隔離電路輸出的邏輯信號轉(zhuǎn)換為功率控制信號；所述功率管控制電路，用于根據(jù)輸出驅(qū)動電路提供的控制信號來判斷控制功率管開通或關(guān)斷。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，可應用于高電壓功率管控制領(lǐng)域，驅(qū)動能力強，開關(guān)速度快，性能穩(wěn)定。
文檔編號H03K19/00GK102522978SQ20121000312
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者夏振宏, 祁素玲, 陳連喜 申請人:河南華南醫(yī)電科技有限公司