[发明专利]一种基于高频载波的可控硅驱动电路及方法和系统

说明书

本发明提供了一种可控硅驱动电路及其驱动方法和负载驱动系统。可控硅驱动电路包括：调制电路，基于二进制调制信号输出受控振荡信号；隔离式传递装置，第一端接收受控振荡信号并用于从第一端向第二端传递信号和能量；以及解调电路，耦接隔离式传递装置的第二端，用于驱动可控硅。本发明提出的可控硅驱动电路、驱动方法和负载驱动系统，同时解决了可控硅驱动信号隔离和驱动供电的问题，简化了系统的电源配置，增强了隔离通信的可靠性。

技术领域

本发明涉及电子领域，具体但不限于涉及一种基于高频载波的可控硅驱动电路及其驱动方法和负载驱动系统。

背景技术

可控硅作为一种交流开关，在家电领域得到广泛的应用。相比于继电器，可控硅体积小，驱动功耗低，寿命长；相比于金属氧化物场效应管(MOS)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，可控硅极具成本优势。因此，作为一种具有长期使用历史的分立器件，可控硅在家电领域具有广泛应用，如用于加热丝通断、风扇摇头、导风轮电机的开关、单相感应电机的分档调速等场合。

在很多应用中，可控硅控制端的门极控制参考地和微控制器不共地，而可控硅的隔离驱动和全控型器件一样依然是个复杂的问题。图1示出了一种典型的可控硅隔离驱动方案示意图。如图1所示，可控硅为双向可控硅，当可控硅传递功率的两端承受正压或负压，可控硅的控制端对参考地施加正向(或负向)的电压或电流时，可控硅即可被触发导通。光耦实现了两个不同参考地之间的信号隔离，但在这种方案中，需要在可控硅侧增加一套独立于原边侧电源Vcc1的电源装置Vcc2，方可产生用于驱动可控硅的信号。额外增加的供电电源对成本敏感的家电产品是个较大的负担。另外，光耦存在光衰失效问题，在可靠性要求高的场合，为了提高可靠性，可控硅的隔离驱动需要特别处理，这进一步提高了成本。

有鉴于此，需要提供一种新的结构或控制方法，以期解决上述至少部分问题。

发明内容

至少针对背景技术中的一个或多个问题，本发明提出了一种基于高频载波的可控硅隔离驱动方法、驱动电路和负载驱动系统。

根据本发明的一个方面，一种可控硅驱动电路，包括：调制电路，基于调制信号输出受控振荡信号；隔离式传递装置，具有第一端和第二端，隔离式传递装置的第一端接收受控振荡信号，隔离式传递装置的第一端和第二端之间电气隔离，隔离式传递装置从第一端向第二端传递信号和能量；以及解调电路，具有输入端和输出端，其中解调电路的输入端耦接隔离式传递装置的第二端，解调电路的输出端耦接可控硅的控制端用于驱动可控硅。

在一个实施例中，调制电路包括振荡信号发生电路，当调制信号为第一状态时，振荡信号发生电路被使能，调制电路输出振荡信号，调制电路输出信号和能量；当调制信号为第二状态时，振荡信号发生电路被抑制，调制电路停止输出振荡信号，也停止输出能量。

在一个实施例中，受控振荡信号在调制信号为第一逻辑状态时输出方波信号或正弦波信号，受控振荡信号在调制信号为第二逻辑状态时输出恒定电平。

在一个实施例中，隔离式传递装置包括电容，其中电容的第一端耦接调制电路的输出端，电容的第二端耦接解调电路的输入端。

在一个实施例中，解调电路包括：第一二极管，第一二极管的阴极耦接电容的第二端，第一二极管的阳极耦接可控硅的控制端；以及第二二极管，第二二极管的阳极耦接电容的第二端，第二二极管的阴极耦接可控硅的一端。

在一个实施例中，解调电路包括：第一二极管，第一二极管的阳极耦接电容的第二端，第一二极管的阴极耦接可控硅的控制端；以及第二二极管，第二二极管的阴极耦接电容的第二端，第二二极管的阳极耦接可控硅的一端和偏置电压的输出端。

在一个实施例中，可控硅的一端通过偏置电压或电容耦接调制电路的参考地。