一種開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路和多電平電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路和多電平電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在多電平電路中，為防止電路直通要求開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可能因控制邏輯錯(cuò)誤、線路干擾等原因，造成需要互鎖的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)有效，進(jìn)而使得需要互鎖的開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)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(guān)管。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路和多電平電路，以防止多電平電路中需要互鎖的開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通。
[0004]一種開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，具體的:
[0005]所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接第一開關(guān)管的控制極；
[0006]所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接所述第一開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳以及N個(gè)第二開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳；
[0007]其中，所述第一開關(guān)管為多電平電路中的I個(gè)開關(guān)管，所述N個(gè)第二開關(guān)管為所述多電平電路中需要與所述第一開關(guān)管滿足互鎖關(guān)系的全部開關(guān)管，N多I ;
[0008]所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路用于在檢測到所述第一開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳為設(shè)定電平、所述N個(gè)第二開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳均為所述設(shè)定電平的反相電平時(shí)，生成并輸出用于控制所述第一開關(guān)管導(dǎo)通的信號(hào)。
[0009]其中，所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路包括I個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)芯片、I個(gè)直流源和N+2個(gè)電阻，具體的:
[0010]所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端接所述第一開關(guān)管的控制極；
[0011]第I個(gè)所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的正輸入端，另一端接所述直流源；
[0012]第2個(gè)所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的負(fù)輸入端，另一端接所述第一開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳；
[0013]其余N個(gè)電阻的一端與所述N個(gè)第二開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳一一對(duì)應(yīng)連接，另一端同時(shí)接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的正輸入端。
[0014]其中，當(dāng)N彡2時(shí)，所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路還包括N個(gè)二極管，具體的:
[0015]所述N個(gè)二極管與所述其余N個(gè)電阻一一對(duì)應(yīng)、串行連接，且每一個(gè)所述二極管的陽極均連接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的正輸入端。
[0016]其中，所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片為電流型輸入的驅(qū)動(dòng)芯片或電壓型輸入的驅(qū)動(dòng)芯片。
[0017]其中，所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路I個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)芯片、I個(gè)直流源、N+3個(gè)電阻和N+1個(gè)第三開關(guān)管，具體的:
[0018]所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端接所述第一開關(guān)管的控制極；
[0019]第I個(gè)所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的正輸入端，另一端接所述直流源；
[0020]第2個(gè)所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的負(fù)輸入端，另一端接所述直流源；
[0021]第3個(gè)所述電阻的一端接第I個(gè)所述第三開關(guān)管的控制極，另一端接所述第一開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳；第I個(gè)所述第三開關(guān)管的輸入極接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的負(fù)輸入端，其輸出極接地；
[0022]其余N個(gè)電阻的一端與所述N個(gè)第二開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳一一對(duì)應(yīng)連接，另一端與其余N個(gè)第三開關(guān)管的控制極一一對(duì)應(yīng)連接；所述其余N個(gè)第三開關(guān)管的輸入極同時(shí)接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的正輸入端，其輸出極同時(shí)接地。
[0023]其中，所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片為電流型輸入的驅(qū)動(dòng)芯片或電壓型輸入的驅(qū)動(dòng)芯片。
[0024]其中，所述N+1個(gè)第三開關(guān)管為MOSFET或三極管。
[0025]一種多電平電路，包括:多個(gè)開關(guān)管，以及與每一個(gè)所述開關(guān)管一一對(duì)應(yīng)連接的上述公開的任一種開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路。
[0026]其中，所述多個(gè)開關(guān)管為IGBT或MOSFET。
[0027]從上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型以設(shè)定電平作為每一路開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的有效信號(hào)，并將具有互鎖邏輯的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)集中到同一開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路中，互相約束各開關(guān)管的通斷，那么當(dāng)多電平電路統(tǒng)一采用本實(shí)用新型公開的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)需要互鎖的開關(guān)管時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)因需要互鎖的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)為有效信號(hào)而使得本應(yīng)互鎖的開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通的情況。并且，在故障解除后，可以立刻恢復(fù)正常，不影響多電平電路繼續(xù)正常運(yùn)行。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)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實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(shí)用新型實(shí)施例公開的一種開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路引腳功能示意圖；
[0030]圖2a為現(xiàn)有技術(shù)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(shù)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(shí)用新型實(shí)施例公開的一種開關(guān)管Ql的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3b為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種開關(guān)管Q2的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3c為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種開關(guān)管Q3的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3d為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種開關(guān)管Q4的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4a為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種開關(guān)管Ql的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4b為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種開關(guān)管Q4的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖5a為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種開關(guān)管Ql的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5b為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種開關(guān)管Q2的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5c為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種開關(guān)管Q3的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5d為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種開關(guān)管Q4的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(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)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(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(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0043]參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，以防止多電平電路中需要互鎖的開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，具體如下:
[0044]所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接第一開關(guān)管的控制極；
[0045]所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接所述第一開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳以及N個(gè)第二開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳；
[0046]其中，所述第一開關(guān)管為多電平電路中的I個(gè)開關(guān)管，所述N個(gè)第二開關(guān)管為所述多電平電路中需要與所述第一開關(guān)管滿足互鎖關(guān)系的全部開關(guān)管，N多I ;
[0047]所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路用于在檢測到所述第一開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳為設(shè)定電平、所述N個(gè)第二開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳均為所述設(shè)定電平的反相電平時(shí)，生成并輸出用于控制所述第一開關(guān)管導(dǎo)通的信號(hào)。
[0048]本實(shí)用新型以設(shè)定電平作為每一路開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的有效信號(hào)(也就是說，任何一個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)對(duì)應(yīng)的本開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)都為所述設(shè)定電平)，并將具有互鎖邏輯的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)集中到同一開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路中，互相約束各開關(guān)管的通斷，那么當(dāng)多電平電路統(tǒng)一采用本實(shí)用新型公開的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)需要互鎖的開關(guān)管時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)因需要互鎖的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)為有效信號(hào)而使得本應(yīng)互鎖的開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通的情況。并且，在故障解除后，可以立刻恢復(fù)正常，不影響多電平電路繼續(xù)正常運(yùn)行。
[0049]其中，本實(shí)用新型可以以低電平作為每一路開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的有效信號(hào)，也可以以高電平作為每一路開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的有效信號(hào)，這兩種情況下對(duì)應(yīng)的所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在不同，具體描述如下:
[0050]I)當(dāng)以低電平作為每一路開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的有效信號(hào)時(shí)，所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路包括I個(gè)隔離驅(qū)動(dòng)芯片、I個(gè)直流源和N+2個(gè)電阻，其中:
[0051]所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端接所述第一開關(guān)管的控制極；
[0052]第I個(gè)所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的正輸入端，另一端接所述直流源；
[0053]第2個(gè)所述電阻的一端接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的負(fù)輸入端，另一端接所述第一開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳；
[0054]其余N個(gè)電阻的一端與所述N個(gè)第二開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)引腳一一對(duì)應(yīng)連接，另一端同時(shí)接所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的正輸入端。
[0055]其中，所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片的原邊輸入均為高電平有效，當(dāng)原邊IN+與IN-的電壓差達(dá)到一定閾值時(shí)，副邊Vout輸出用于控制所述第一開關(guān)管導(dǎo)通的信號(hào)。所述隔離驅(qū)動(dòng)芯片可以是電流型輸入的驅(qū)動(dòng)芯片，也可以是電壓型輸入的驅(qū)動(dòng)芯片，并不局限。
[0056]針對(duì)多電平電路中需要互鎖的開關(guān)管，其各自對(duì)應(yīng)連接的驅(qū)動(dòng)電路均按照如上給出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建，即可防止多電平電路中需要互鎖的開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)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(gè)開關(guān)管Ql?Q4，將Ql?Q4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別記為PWMl?PWM4，因?yàn)橹麟娐饭ぷ髂Ｊ降男枰?，要求同時(shí)滿足PWMl與PWM3