體電路圖;
[0037]圖6是圖1總的電路的電路圖;
[0038]圖7是PWM1、PWM2上下半橋無直通時,上下半橋IGBT的門極驅動信號Ugel、Uge2 ;
[0039]圖8是PWMUPWM2上下半橋直通時,上下半橋IGBT的門極驅動信號Ugel、Uge2。
【具體實施方式】
[0040]下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明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發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
[0041]圖1是本發明提供的防橋臂直通驅動保護電路的一個實施例的電路結構圖,如圖1所示,包括:驅動信號生成電路101、上下半橋驅動電路102、互鎖電路103和半橋主電路104。
[0042]如圖1所示,驅動信號生成電路101設有上半橋信號輸出端PWMoutl和下半橋信號輸出端PWMout2,上半橋信號輸出端PWMoutl和下半橋信號輸出端PWMout2分別輸出驅動信號生成電路生成的上半橋驅動信號和下半橋驅動信號.
[0043]如圖1所示,上下半橋驅動電路102包括上半橋驅動單元1021和下半橋驅動單元1022,上半橋驅動單元1021設有上半橋驅動信號輸入端PWMinl和上半橋驅動輸出端Soutl,下半橋驅動單元1022設有下半橋驅動信號輸入端PWMin2和下半橋驅動輸出端Sout2 ;上半橋驅動信號輸入端PWMinl連接上半橋驅動信號輸出端,下半橋驅動信號輸入端PWMin2連接下半橋驅動信號輸出端,上半橋驅動單元和下半橋驅動單元分別用于對上半橋驅動信號和下半橋驅動信號進行隔離放大,并分別通過上半橋驅動輸出端Soutl和下半橋驅動輸出端Sout2輸出。
[0044]如圖1所示,互鎖電路103設有上半橋互鎖輸入端ILOCKinl、下半橋互鎖輸入端IL0CKin2、上半橋互鎖輸出端ILOCKoutl和下半橋互鎖輸出端IL0CKout2,上半橋互鎖輸入端ILOCKinl連接上半橋驅動輸出端Soutl,下半橋互鎖輸入端IL0CKin2連接下半橋驅動輸出端Sout2,互鎖電路用于根據上下半橋驅動電路的上半橋驅動輸出端Soutl和下半橋驅動輸出端Sout2輸出的信號對上半橋和下半橋進行互鎖保護。
[0045]如圖1所不,半橋主電路104設有第一輸入端Sinl、第二輸入端Sin2,第一輸入端Sinl連接上半橋互鎖輸出端ILOCKoutl,第二輸入端Sin2連接下半橋互鎖輸出端IL0CKout2,半橋主電路用于防止橋臂直通。
[0046]其中,如圖2所示,驅動信號生成電路101包括DSP/MCU芯片,DSP/MCU芯片的PWM1輸出端口連接上半橋信號輸出端PWMoutl,DSP/MCU芯片的PWM2輸出端口連接下半橋信號輸出端PWMout2。
[0047]如圖3所示,上下半橋驅動電路102具體包括第一光電耦合器U1、第二光電耦合器U2、第一三極管T1、第二三極管T2、第三三極管T3和第四三極管T4,其中,第一光電耦合器U1為驅動專用光電耦合器,第二光電耦合器U2為驅動專用光電耦合器。U1、U2的型號均為TLP250。第一三極管T1和第三三極管T3為NPN型三極管,第二三極管T2和第四三極管T4為PNP型三極管。T1、T3的型號均為ΖΧΤΝ2010Ζ,Τ2、Τ4、的型號均為ΖΧΤΝ2012Ζ。
[0048]如圖3所示,第一光電耦合器U1的Anode端通過第一電阻R1連接上半橋驅動信號輸入端PWMinl,Cathode端接地,Vcc端連接第一隔離驅動電源的正極Vccl,GND端連接第一隔離驅動電源的負極Veel,NC端置空,Vo端接通過第二電阻R2分別連接第一三極管T1的基極和第二三極管T2的基極,第一三極管T1的集電極連接第一隔離驅動電源的正極Vcc 1,發射極通過第三電阻R3連接上半橋驅動輸出端Soutl,第二三極管T2的集電極連接第一隔離驅動電源的負極Veel,發射極通過第四電阻R4連接上半橋驅動輸出端Soutl。
[0049]如圖3所示,第二光電耦合器U2的Anode端通過第五電阻R5連接下半橋驅動信號輸入端PWMin2,Cathode端接地,Vcc端連接第二隔離驅動電源的正極Vcc2,GND端連接第二隔離驅動電源的負極Vee2,NC端置空,Vo端接通過第六電阻R6分別連接第三三極管T3的基極和第四三極管T4的基極,第三三極管T3的集電極連接第二隔離驅動電源的正極Vcc2,發射極通過第七電阻R7連接下半橋驅動輸出端Sout2,第四三極管T4的集電極連接第二隔離驅動電源的負極Vee2,發射極通過第八電阻R8連接下半橋驅動輸出端Sout2。
[0050]其中,第一隔離驅動電源的正極Vccl電位為+15V,負極電位為0V。第二隔離驅動電源的正極Vcc2電位為+15V,負極電位為0V。第一隔離驅動電源的正極Vccl、負極與第一隔離驅動電源的正極Vccl、負極之間相互隔離。
[0051]其中,如圖4所示,互鎖電路103包括第一高速光耦U3、第二高速光耦U4、第一二極管D1、第二二極管D2、第五三極管T5和第六三極管T6,其中,T5、T6的型號均為ZXTN2012Z ;D1、D2 型號均為 1N4148W。
[0052]如圖4所示,第一高速光耦U3的Anode端(PIN2)通過第九電阻R9分別連接上半橋互鎖輸入端ILOCKinl和上半橋互鎖輸出端ILOCKoutl,Cathode端(PIN3)引腳通過正向的第一二極管D1連接至第一隔離驅動電源的負極Veel,GND端(PIN5)連接至第二隔離驅動電源的負極Vee2,OUTPUT (PIN6)端連接第六三極管T6的基極,Vcc端(PIN8)連接第二隔離驅動電源的正極Vcc2,還通過第十電阻R10連接OUTPUT端。
[0053]如圖4所示,第二高速光耦U4的Anode端通過第十一電阻R11分別連接下半橋互鎖輸入端IL0CKin2和下半橋互鎖輸出端IL0CKout2,Cathode端引腳通過正向的第二二極管D2連接至第二隔離驅動電源的負極Vee2,GND端連接至第一隔離驅動電源的負極Veel,OUTPUT端連接第五三極管T5的基極,Vcc端連接第二隔離驅動電源的正極Vcc2,還通過第十二電阻R12連接OUTPUT端。
[0054]如圖4所示,第五三極管T5的發射極連接上半橋互鎖輸出端ILOCKoutl,集電極連接第一隔離驅動電源的負極Veel。
[0055]如圖4所示,第六三極管T6的發射極連接下半橋互鎖輸出端IL0CKout2,集電極連接第二隔離驅動電源的負極Vee2。
[0056]如圖5所示,半橋主電路104包括第一絕緣柵雙極性晶體管S1和第二絕緣柵雙極性晶體管S2,其中,
[0057]第一絕緣柵雙極性晶體管S1的柵極連接第一輸入端Sinl,集電極連接直流母線正極DC+,發射極分別連接第一隔離驅動電源的負極Veel和第二絕緣柵雙極性晶體管的集電極,第二絕緣柵雙極性晶體管S2的柵極連接第二輸入端Sin2,發射極連接直流母線負極DC-ο
[0058]本發明實施例的工作原理為:
[0059]如圖6所示,DSP/MCU芯片生成上下半橋驅動信號PWM1、PWM2,經驅動信號生成電路、上下半橋驅動電路、互鎖電路作用于半橋主電路;以上半橋臂對下半橋臂檢測閉鎖電路為例,當PWM1輸出門極電位為高電平,第三電阻R3為高電位,高電位通過第九電阻R9,第一二極管D1導通高速光耦U3內部發光二極管,從而導通內部光敏二極管,高速光耦U3內部三極管導通,高速光耦6腳為低電平,從而三極管T6基極和電阻R10接高速光耦6腳端為低電平;此時,正常情況下,下管門極驅動電平為低電平,從而三極管T6射極也為低電平,三極管T6射極-基極電位差為零,小于開通閥值電壓,三極管Τ6射極-集電極不導通,閉鎖保護不動作;而在驅動控制信號死區失效,或者米勒電容寄生導致開通等故障情況下,下管門極驅動電平為高電平,從而三極管Τ6射極也為高電平,三極管Τ6射極-基極電位差為門極驅動電平,大于開通閥值電壓,三極管Τ6射極-集電極導通,閉鎖保護動作,絕緣柵雙極性晶體管S2門極電位被鉗位為低電平,絕緣柵雙極性晶體管S2不會開通,從而不會導致橋臂直通故障。下半橋臂對上半橋臂的檢測閉鎖電路與上半橋臂對下半橋臂的檢測閉鎖電路對稱,原理與功能一致。
[0060]下面對本發明實施例進行仿真。
[0061]仿真參數為:上下橋臂驅動信號PWMUPWM2是頻率10kHz (周期為lOOus),占空比30% (脈寬為30us),上升下降時間500ns的方波信號。
[0062]如圖7所示,當上橋臂驅動信號PWM1延遲10us,下橋臂驅動信號PW