[实用新型]半桥驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电路结构，尤其是一种半桥驱动电路，属于半桥驱动的技术领域。

背景技术

场效应晶体管（MOSFET）作为大功率开关及高速开关器件，在电力电子技术中得到广泛应用，特别是电机控制领域。在电机驱动应用中，场效应晶体管经常用来组成半桥电路，其中半桥电路中的上半桥晶体管漏极与母线电源连接，上板桥晶体管的源极与下半桥晶体管的漏极相连，下半桥晶体管的源极与功率地相连，半桥电路的输出端由上半桥晶体管的源极端与下半桥晶体管漏极端连接后形成。一般地，半桥电路根据单片机输出的PWM信号进行相应的开关动作，但是单片机的PWM信号往往不足以驱动半场电路，所以需要增设半桥驱动电路，以便将单片机输出的PWM信号放大，达到驱动半桥电路的目的。

如图1所示，为现有常用的半桥功率电路，所述半桥功率电路包括MOSFET半桥电路1、三极管驱动电路2和三极管驱动自举电路3。三极管驱动电路2的控制信号输入端U+、控制信号输入端U-分别连接到单片机PWM控制接口，三极管驱动电路2上的上半桥驱动信号输出端GUH、下半桥驱动信号输出端GUL均与MOSFET半桥电路1相连。三极管驱动电路2接收单片机控制单元的PWM控制信号，PWM控制信号经三极管驱动电路2进行电流放大后分别加载到MOSFET半桥电路1的上半桥MOSFET管Q4H以及下半桥MOSFET管Q4L，以驱动MOSFET半桥电路1工作。三极管驱动自举电路3为三极管驱动电路2提供高边驱动的浮动电压，而且三极管驱动自举电路3与三极管驱动电路2共用低压电源输入端（12V~15V）。

MOSFET半桥电路1包括上半桥电路和下半桥电路，其中上半桥电路包含：上半桥MOSFET管Q4H、驱动电阻R8H、滤波电容C3H和电阻R7H；下半桥电路包含：下半桥MOSFET管Q4L、驱动电阻R8L、滤波电容C3L和电阻R7L。上半桥MOSFET管Q4H的漏极与母线电源VBAT相连，上半桥MOSFET管Q4H的源极与下半桥MOSFET管Q4L的漏极相连，下半桥MOSFET管Q4L的源极与功率地相连；上半桥MOSFET管Q4H的栅极端与驱动电阻R8H的一端连接，驱动电阻R8H的另一端与电阻R7H的一端以及滤波电容C3H的一端连接，电阻R7H的另一端以及滤波电容C3H的另一端均与上半桥MOSFET管Q4H的源极端连接。下半桥MOSFET管Q4L的栅极端与驱动电阻R8L的一端连接，驱动电阻R8L的另一端与电阻R7L的一端以及滤波电容C3L的一端连接，电阻R7L的另一端以及滤波电容C3L的另一端均接功率地。上半桥MOSFET管Q4H的源极端通过下拉电阻R9接功率地。上半桥MOSFET管Q4H的源极端与下半桥MOSFET管Q4L的漏极端连接形成半桥电路输出连接端，且上半桥MOSFET管Q4H的源极端形成上半桥浮动地端。

三极管驱动电路2可以采用分立的电子元件搭建，也可以选用集成的驱动芯片，图1中示出使用分立元件的示意图。三极管驱动电路2用于将单片机控制单元输出的PWM信号进行放大，并将放大后的驱动信号输送给MOSFET半桥电路1，即通过三极管驱动电路2内的若干三极管对PWM信号进行放大。上半桥驱动信号输出端GUH通过驱动电阻R8H与上半桥MOSFET管Q4H的栅极端相连，下半桥驱动信号输出端GUL通过驱动电阻R8L与下半桥MOSFET管Q4L的栅极端相连。三极管驱动电路2上的低压输入电压通常为12V~15V。三极管驱动自举电路3由充电电容C2和反向二极管D2构成，其中反向二极管D2一般采用快速恢复二极管。反向二极管D2的阳极端与低压电压连接，反向二极管D2的阴极端与驱动电路2以及充电电容C2的正端连接。充电电容C2的负端连接驱动电路2的驱动电路连接端，所述驱动电路连接端与半桥电路输出连接端连接后用于形成电机相线连接端。以与电机的U相连接为例，驱动电路连接端与半桥电路输出连接端相互连接后形成电机相线连接端U，图1中的U即为电机相线连接端，电机相线连接端由充电电容C2的负端与上半桥MOSFET管Q4H的源极端、下半桥MOSFET管Q4L的漏极端、电阻R7H的另一端、电容C3L的另一端以及下拉电阻R9相互连接形成。