[发明专利]一种高压变频器驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路，更具体地说涉及一种高压变频器驱动电路，属于电力电子领域。

背景技术

随着电力电子技术的发展，IGBT模块的功率越来越大，DC电压越来越高，工作频率也 越来越高，随之带来的问题是驱动信号之间的互相干扰，在长距离驱动传输时候，变频器内 高频电流对驱动信号的干扰信号，导致失真，延时等问题，为了能够避免这些问题，工程师 们采用了很多方法都没有得到太好的效果，直到光纤技术被引用到驱动领域，干扰问题才得 到了根本解决，并且很快得到了广泛应用。而光纤驱动需要专门的驱动芯片，这种芯片比较 贵(一般10元左右)，并且在与光纤发射头连接工作的时候，故障率很高，同时由于驱动芯 片和光纤头交替工作，使得电源持续工作，对于PWM信号来讲，浪费了一倍的电源能量， 电源的体积增大一倍，对于今天要求机器越来越小的趋势背道而驰。

如图1所示，现有的高压变频器驱动电路一般采用的是DS75741驱动芯片，这种芯片内 部可等效为一个非门驱动一个三极管工作的结构，是一种常用驱动芯片，经过前期大量的应 用发现了其存在的一系列问题，如上面所讲，由于长期的高频电流，芯片故障率很高；同时 采用这种工作方式，光纤头和驱动芯片DS75741交替工作，不论PWM信号处于高还是低， 灌输电流为持续工作60mA，对于能耗来讲是个不小的浪费。如图1，工作时，信号端接入幅 值为5V的PWM信号，当PWM为高电平时，三极管基射压降约为0.7V，基极电流约为(5-0.7) /2K＝2.15mA，由于三极管的HFE为100，电阻R2为10K，所以三极管处于饱和状态，输出为 低电平，根据DS75741的逻辑，芯片内部三极管导通，处于饱和状态，输出电压为三极管饱 和压降约0.3V，所以上拉电阻R3上面压降约为4.7V，此时光纤头不工作，上拉电阻R3上 的电流为4.7/51＝92mA，功耗主要在R3上，大约为0.5W。

当PWM为低电平时，三极管处于截止状态，所以集电极输出为高电平5V，根据驱动芯片 的逻辑电平，内部三极管截止，相当于开路，所以这个时候，电流全部通过R3流向光纤头 HFBR-1521内部的发光二极管，由于内部发光二极管压降约1.6V，外部电阻R3上电阻约为 3.4V，HFBR-1521工作电流约为3.4/5.1＝67mA，功耗约为0.33W，功耗相对PWM为高电平时有 所下降。但总的来说，无论光纤头工作与不工作，电路都会出现能量的耗散，很不合理。而 且光纤头不工作时候的功耗更大，从这个方面讲，是极其浪费能源的，同时对电源的要求也 增加，另外高耗能也会对器件的寿命有所影响，因此需要开发一种更简单便宜且不浪费能源 的高压变频器驱动电路。

发明内容

本发明很好的解决了上述现有技术中存在的不足和问题，提供一种高压变频器驱动电路， 该电路简单方便成本低，同时可大大节约能量损耗。

本发明的技术方案如下：

本发明的高压变频器驱动电路，包括有PWM信号接入端、三极管T1、三极管T1的基极 电阻R1、三极管T1的集电极电阻R2、驱动芯片、输出侧的串接电阻R3和驱动端光纤头 HFBR-1521，其特征在于所述的驱动芯片为一个NPN管和一个PNP管串联组成的推挽电路，NPN 管和PNP管的基极共同连接到电阻R2与三极管T1的集电极相连接的一端，NPN管集电极连 接到电阻R2另一端，且连接到电源VCC上，PNP管的集电极连接到三极管T1的发射极，且 连接到地。

本发明的高压变频器驱动电路，其进一步的技术方案是所述的PWM信号接入幅值为5V， PWM信号接入端与三极管T1的基极电阻R1连接，电阻R1的大小为51K，三极管T1的集电极 电阻R2的大小为2K，与NPN管和PNP管的发射极串接的电阻R3大小为30欧，电阻R3接到 光纤头HFBR-1521的1脚，并且保留1脚和2脚之间的并联电阻R4，R4的大小为2K。当光纤 为2米左右的长度，R3可选用60欧姆的电阻，此时驱动电流越为35mA，驱动能力能达到要求。

本发明的高压变频器驱动电路，其进一步的技术方案还可以是在该高压变频器驱动电路 的PWM信号接入端并联有一个滤波电容来滤除尖峰电压；再进一步的技术方案是当PWM信号 接入幅值为5V时，滤波电容的大小为10PF。