[实用新型]一种全桥逆变硬开关驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种驱动电路，具体涉及一种实用的DC-AC全桥逆变硬开关驱动电路。

背景技术

随着开关电源行业的发展，对于交流测试电源的需求越来越大，要求交流测试电源输出响应更快，功率密度越来越高。当前交流测试电源的输出级通常采用DC-AC逆变全桥拓扑，其驱动电路是一个设计难点。由于安全要求，通常需要隔离驱动电路与主电路电气隔离。目前采用的大多是光耦合器隔离，由于光耦合器自身的局限性，其响应不够快，输出阻抗较高，不能用在开关频率太高的地方，而且一般采用双电源供电，增加了设计复杂度和不可靠因素。在交流测试电源中，其PWM波形的占空比变化范围很宽，如果采用常规的变压器隔离驱动方案，会在占空比较小和较大时在功率管驱动端产生较大的电压幅值，如附图1所示，不适用于驱动功率管，这限制了变压器隔离方案的适用范围。

发明内容

为了克服现有的变压器隔离驱动方案在传输较大或较小占空比信号时的弊端，本实用新型提供了一种全桥逆变硬开关驱动电路。针对上述问题，本实用新型采取的技术方案为：一种全桥逆变硬开关驱动电路，包括桥臂开通/关断触发脉冲产生电路、第一隔离变压器、第二隔离变压器以及桥臂驱动信号解调电路；所述开通/关断触发脉冲产生电路包括固定脉宽的脉冲产生电路及推挽型驱动电路，第一隔离变压器、第二隔离变压器的二次侧均设有第一次级线圈和第二次级线圈；前级PWM调制电路产生的PWM信号以及检测到电路异常时的保护信号，输入固定脉宽的脉冲产生电路，固定脉宽的脉冲产生电路输出的信号A、信号B、信号C、信号D分别经第一、第二、第三、第四推挽型驱动电路施加于第一隔离变压器初级线圈两端及第二隔离变压器初级线圈两端并耦合到四个次级线圈，第一隔离变压器的第一次级线圈两端、第一隔离变压器的第二次级线圈两端、第二隔离变压器的第一次级线圈两端、第二隔离变压器的第二次级线圈两端分别输出信号A1-B1、信号A2-B2、信号C1-D1、信号C2-D2，上述四组信号分别经四个桥臂驱动信号解调电路输入四个功率管提供驱动信号。电路异常的保护信号主要指：检测驱动电路的供电异常及功率输出短路异常。PWM信号经过桥臂开通/关断触发脉冲产生电路后，产生了用于驱动桥臂的脉宽固定的开通和关断触发脉冲，分别施加在隔离变压器的初级线圈的两端并耦合到次级线圈，然后输入桥臂驱动信号解调电路，经解调后的信号施加在桥臂的功率管驱动端产生互补且有死区时间的PWM驱动信号来控制功率管开关动作。保护信号有效时，可以在很短时间内同时关断上下桥臂进而关断输出进行可靠保护。

所述的固定脉宽的脉冲产生电路是这样的：PWM信号经第一双输入与非门接至死区时间设定电路，死区时间时间设定电路依次串接第一脉宽设定电路、第二脉宽设定电路，死区时间设定电路的输出信号及第一脉宽设定电路的输出信号共同接入第一双输入与非施密特触发器，第一双输入与非施密特触发器输出信号接至第三反相施密特触发器，第三反相施密特触发器的输出信号接入第三双输入与非门的一端，第三双输入与非门的另一端接入保护信号，第三双输入与非门输出信号A；第一脉宽设定电路的输出信号及第二脉宽设定电路的输出信号共同接入第二双输入与非施密特触发器，第二双输入与非施密特触发器的输出信号接入第二双输入与非门，第二双输入与非门的输出信号接入第四双输入与非门的一端，第四双输入与非门的另一端接入保护信号，第四双输入与非门输出信号C；第一双输入与非门的输出端接第三脉宽设定电路与第四脉宽设定电路的串联支路，第一双输入与非门的输出信号及第三脉宽设定电路的输出信号共同接入第三双输入与非施密特触发器，第三双输入与非施密特触发器输出信号B；第三脉宽设定电路的输出信号及第四脉宽设定电路的输出信号共同接入第四双输入与非施密特触发器，第四双输入与非施密特触发器输出信号D。该部分电路将原始PWM信号进行了处理和调制，首先将单路PWM信号处理成两路互补且加入死区时间的PWM信号，然后分别以两路互补PWM信号的上升沿和下降沿为基准产生了四路脉宽固定的信号。同现有的常见全桥硬开关驱动电路相比，正是由于产生了这四路固定脉宽的信号才能够实现使用隔离变压器进行传输占空比大范围变化的PWM信号，该部分电路是本实用新型的关键电路之一。