CN210693763U - 一种开关管负压驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种开关管负压驱动电路，包括：第一至第三稳压二极管、耦合电容、第一、第二限流电阻、泄放二极管、开关管和放电电阻；第一稳压二极管的负极与PWM驱动信号连接，正极与第一限流电阻连接，第一、第二限流电阻串联连接；耦合电容并联在第一稳压二极管正、负两极；第二限流电阻输出端与开关管栅极连接；泄放二极管负极连接至第一、第二限流电阻之间的节点，其正极与开关管栅极连接；第二稳压二极管的负极与开关管栅极连接，其正极与第三稳压二极管正极连接；第三稳压二极管负极与开关管源极连接；放电电阻两端分别与开关管栅极和源极连接。本实用新型用最简单便捷的方式产生开关管驱动时所需要的加速关断负压，成本低廉，安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于电力电子技术领域，涉及一种开关管负压驱动电路。
背景技术
随着光伏和新能源汽车行业的迅速发展，电压等级越来越高，开关频率越来越高，传统的MOS管由于耐压低已经不适合采用。在这样背景下就促进了开关频率高，耐压高碳化硅MOS管的大面积应用。
但是碳化硅MOS管和IGBT在关断时需要提供在驱动信号中加入负压驱动脉冲以保证开关管的可靠关断，常用的专业驱动器的成本高，在辅助电源设计上需要额外增加负压输出，增加了成本，尤其在某些中功率等级场合突显成本高，优势不明显。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型公开了一种开关管负压驱动电路，用于应用在需要负压驱动电路的高耐压开关管上，如碳化硅MOS管、IGBT等。
为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种开关管负压驱动电路，包括：第一稳压二极管、耦合电容、第一限流电阻、第二限流电阻、泄放二极管、第二稳压二极管、第三稳压二极管、开关管和放电电阻；所述第一稳压二极管的负极与PWM驱动信号连接，正极与第一限流电阻连接，用于钳位负压的幅值，第一、第二限流电阻串联连接；所述耦合电容并联在第一稳压二极管的正、负两极；耦合电容和第一稳压二极管用于将输入的PWM驱动信号连接生成同时具有正压和反压的驱动信号；所述第一、第二限流电阻用于限制驱动电流，所述第二限流电阻的输出端与开关管的栅极连接；所述泄放二极管的负极连接至第一、第二限流电阻之间的节点，其正极与开关管的栅极连接，用于为开关管关闭时的栅极电荷提供快速泄放回路；所述第二稳压二极管的负极与开关管的栅极连接，其正极与第三稳压二极管的正极连接；所述第三稳压二极管的负极与开关管的源极连接，第二、第三稳压二极管用于钳位驱动电压幅值；所述放电电阻两端分别与开关管的栅极和源极连接，用于泄放开关管的栅极电荷。
进一步的，所述开关管为需要负压关断的开关管。
进一步的，所述开关管为碳化硅MOS开关管。
进一步的，所述开关管为IGBT开关管。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：
本实用新型提供的开关管负压驱动电路，PWM驱动信号经过耦合电容和稳压二极管同时产生正压和负压驱动信号，由稳压二极管来钳位负压驱动信号幅值，从而用最简单便捷的方式产生开关管驱动时所需要的加速关断负压，成本低廉，安全可靠，尤其适用于开关频率高，耐压高的开关管，如了碳化硅MOS管、IGBT和需要负压关断的开关管等。
附图说明
图1为本实用新型提供的开关管负压驱动电路结构示意图。
附图标记说明：
D1-第一稳压二极管，C1-耦合电容，R1-第一限流电阻，R2-第二限流电阻，D2-泄放二极管，D3-第二稳压二极管，D4-第三稳压二极管，Q1-开关管，R3-放电电阻。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型提供的一种开关管负压驱动电路，包括：第一稳压二极管D1、耦合电容C1、第一限流电阻R1、第二限流电阻R2、泄放二极管D2、第二稳压二极管D3、第三稳压二极管D4、开关管Q1、放电电阻R3，其中，稳压二极管D1的负极与PWM驱动信号连接，耦合电容C1并联在稳压二极管D1的正极和负极，稳压二极管D1的正极与第一限流电阻R1连接，第一限流电阻R1与第二限流电阻R2串联连接。第二限流电阻R2的输出端与开关管Q1的栅极连接，Q1旁的二极管为Q1自身寄生二极管。泄放二极管D2的负极连接至限流电阻R1与限流电阻R2之间的节点，泄放二极管D2的正极与开关管Q1的栅极连接，稳压二极管D3的负极与开关管Q1的栅极连接，稳压二极管的D3的正极与稳压二极管D4的正极连接，稳压二极管D4的负极与开关管Q1的源极连接，放电电阻R3两端分别与开关管Q1的栅极和源极连接。开关管Q1可以采用碳化硅MOS开关管或IGBT开关管等需要负压关断的开关管。
本负压驱动电路工作原理如下：
开关管PWM驱动信号通过经过耦合电容C1和第一稳压二极管D1后产生同时具有正压和反压的驱动信号，由第一稳压二极管D1钳位负压的幅值，整个幅值等于前级PWM驱动信号幅值。第一限流电阻R1和第二限流电阻R2用于限制驱动电流，放电电阻R3用于泄放开关管的栅极电荷，快速泄放回路由泄放二极管D2和R1为开关管Q1在关闭时的栅极电荷快速泄放提供泄放回路，第二稳压二极管D3和第三稳压二极管D4用于钳位驱动电压幅值，防止过高的电压造成开关管栅极击穿，主开关管Q1是用于主回路的开通与关闭，Q1边的二极管集成在开关管内部，是主开关管的自身寄生二极管。该二极管是MOS管的生产工艺造成的，在不同的应用电路中起到不同的作用。如在全桥电路中用于MOS管未导通时电流的导通路径，实现MOS管的软开关。
本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种开关管负压驱动电路，其特征在于，包括：第一稳压二极管、耦合电容、第一限流电阻、第二限流电阻、泄放二极管、第二稳压二极管、第三稳压二极管、开关管和放电电阻；所述第一稳压二极管的负极与PWM驱动信号连接，正极与第一限流电阻连接，用于钳位负压的幅值，第一、第二限流电阻串联连接；所述耦合电容并联在第一稳压二极管的正、负两极；耦合电容和第一稳压二极管用于将输入的PWM驱动信号连接生成同时具有正压和反压的驱动信号；所述第一、第二限流电阻用于限制驱动电流，所述第二限流电阻的输出端与开关管的栅极连接；所述泄放二极管的负极连接至第一、第二限流电阻之间的节点，其正极与开关管的栅极连接，用于为开关管关闭时的栅极电荷提供快速泄放回路；所述第二稳压二极管的负极与开关管的栅极连接，其正极与第三稳压二极管的正极连接；所述第三稳压二极管的负极与开关管的源极连接，第二、第三稳压二极管用于钳位驱动电压幅值；所述放电电阻两端分别与开关管的栅极和源极连接，用于泄放开关管栅极电荷。
2.根据权利要求1所述的开关管负压驱动电路，其特征在于：所述开关管为需要负压关断的开关管。
3.根据权利要求2所述的开关管负压驱动电路，其特征在于：所述开关管为碳化硅MOS开关管。
4.根据权利要求2所述的开关管负压驱动电路，其特征在于：所述开关管为IGBT开关管。
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| CN201921777668.1U CN210693763U (zh) | 2019-10-22 | 2019-10-22 | 一种开关管负压驱动电路 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112713840A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-27 | 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所 | 一种电机单相驱动模块和驱动电路 |
| CN112713762A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-04-27 | 深圳市道通智能航空技术股份有限公司 | 一种供电电路 |
| CN113422595A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-09-21 | 成都市易冲半导体有限公司 | 一种新型处理负压ac信号的电子开关及其控制方法 |
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