[实用新型]自带隔离驱动的全控型电力电子器件桥臂模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率模块电路，特别涉及一种自带隔离驱动的全控型电力电子器件桥臂模块电路。 

背景技术

电力电子电路中，电力电子器件通常需要配对构成桥臂使用。比如单相全桥有两个桥臂4个器件，三相全桥有三个桥臂6个器件。 

现在很多器件是以对管或全桥的模块形式提供，应用时再在前端配上隔离驱动电路供控制器操作。这类器件的缺陷是，若其中一个损坏，则导致整个器件无法再用。 

单管形式的器件仍在大量使用，这些单管器件在使用起来非常不方便，通常配对构成桥臂，在前端配上隔离驱动电路才能由控制器操作。而这些环节往往由分立元件组成，分立元件组成的电路比较复杂，实验时焊接极其不方便，而且在元件之间往往有相互干扰，容易造成整个电路性能不太稳定。 

针对这种情况，需要研究通用性强，且带有隔离驱动的电力电子器件桥臂模块，从而易于连接其他电路，增强电路抗干扰能力，提高系统稳定性。 

发明内容

本实用新型针对现有技术的上述缺陷，提出能够直接与DSP、单片机或其他控制芯片相连，增强电路抗干扰能力，提高系统稳定性的一种桥臂模块电路。 

本实用新型的技术方案为：一种自带隔离驱动的全控型电力电子器件桥臂模块，为一个完全功能的半桥电路，自带信号处理、电气隔离、驱动电路和电力电子器件半桥，该几个部分依次相连，其中， 

所述的信号处理部分，由RC-VD移相网络和反相器依次相连构成； 

所述电气隔离部分，通过光电耦合器将信号处理电路与之后的驱动电路隔离，并实现信号的电平转换，其输出作为后级的驱动电路的输入信号； 

所述驱动电路，采用IR2110集成驱动芯片，生成驱动信号； 

所述的电力电子器件半桥，以单管器件组对构成并包含续流、缓冲电路， 

受驱动信号的控制。 

本实用新型提出的桥臂模块电路，将单管器件配对构成桥臂，配上隔离、驱动电路，提供控制器接口，所需要的元器件比传统的驱动电路要少得多。应用方便，通用性强，易于连接其他电路，只需根据桥路相数选择使用。如图3所示，只需要八个端子即可以实现外围连接。两个模块可以连接成一个单相全桥电路，如图4，三个模块简单连接即可 实现三相全桥，如图5所示。 

1.由于本桥臂模块自带隔离驱动，所以不需要外接电气隔离电路和驱动电路，可以直接与DSP、单片机或其他集成芯片相连，外围电路简单，通用性强。如图3所示，只需要八个端子就可以实现外围连接。并且本模块内部封装有信号处理、隔离驱动和电力电子器件半桥，各部分之间连接紧密，增强了模块的抗干扰能力，提高了整个系统的稳定性。 

2.模块前级为信号处理部分：由RC-VD移相网络和反相器构成，由于电阻R用的是电位器，所以可以在上下桥臂信号间另外设置延时，也可以不设，并且延时时间可以固定，也可以视具体需要加以调整。反相器采用有施密特触发器的六反相器，具有鉴别幅度和整理波型的能力，另外若输入幅度不足，则打不开触发器，无输出。 

3.电气隔离部分：为微控制器和开关管之间的电压提供电气隔离，本部分采用的隔离器件是光电耦合器，它既完成了控制电路和功率电路之间电压的相互隔离，防止开关管烧坏后，功率电压串入控制电路，对控制部分造成损坏；又可以实现控制信号的电平转换，从而输出满足后级驱动电路的信号。 

4.驱动部分：可使开关管工作在较理想的开关状态，提高开关速度、减小开关损耗，对整个系统的运行效率、可靠性和安全性都有重要意义。 

5.电力电子器件半桥：带有缓冲吸收电路，可以限制开通关断时的di/dt和dv/dt，确保开关管工作在安全区域内。 

附图说明

图1本模块原理结构图。 

图2自带隔离驱动的IGBT桥臂模块内部电路原理图。 

图3自带隔离驱动的电力电子桥臂模块端子图。 

图4电力电子桥臂模块组成单相全桥电路的连接图。 

图5电力电子桥臂模块组成三相全桥电路的连接图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行说明。 

本实用新型的桥臂模块的结构如图1所示，它是一个完全功能的半桥电路，包括信号处理、电气隔离、驱动电路和电力电子器件半桥，其中电力电子器件半桥由以单管器件组对构成并包含续流、缓冲电路。 

信号处理部分：比如信号反相、信号整理，也可以视具体的上下桥臂输入信号来决定是否加入死区。