一種半橋電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)換電路領(lǐng)域，更具體地，涉及一種半橋電路。
【背景技術(shù)】
[0002]半橋電路(也稱為半橋變換器)在PWM電機控制、DC-AC逆變、電子鎮(zhèn)流器等場合有著廣泛的應(yīng)用。其中，包括兩個串聯(lián)呈橋臂的功率開關(guān)管，兩個功率開關(guān)管由反相的信號控制，當(dāng)一個功率管開時，另一個關(guān)斷，這樣在輸出點就得到脈沖電壓信號。
[0003]如圖1所示，傳統(tǒng)半橋變換器一般包括功率開關(guān)管Q1，功率開關(guān)管Q2、分壓電容Cl、分壓電容C2和隔直電容C3，其中功率開關(guān)管Ql和功率開關(guān)管Q2組成半橋的橋臂；分壓電容Cl、分壓電容C2串接后形成的電容分壓支路與直流電源并接。隔直電容C3的一端接分壓電容Cl與分壓電容C2之間的連接點，另一端作為半橋變換器的輸出端接負(fù)載的一端；功率開關(guān)管Ql與功率開關(guān)管Q2的連接點作為半橋變換器的另一個輸出端接負(fù)載另一端。
[0004]工作是，半橋電路利用兩個功率管的交替導(dǎo)通，通過半橋電路中的主變壓器內(nèi)的原邊繞組進行能量交換，完成電壓輸入到輸出的轉(zhuǎn)換。
[0005]但是，這樣的半橋電路存在一個很大的缺陷，即若在使用場合受到外部的電磁騷擾信號或由于電路自身某個器件失效時，可能會導(dǎo)致兩個功率管同時開通。一旦出現(xiàn)這種情況，電路中的功率管就會直接將DC直流源短路，從而造成不可逆的損壞，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)換效果，設(shè)置使得電源損壞無法工作。
[0006]為避免兩個功率管同時開通，目前存在一些相應(yīng)的技術(shù)手段，例如對驅(qū)動脈沖寬度的最大值加以限制，使導(dǎo)通角度不會產(chǎn)生直通，或者從拓?fù)渖线M行改進，采用交叉耦合封閉電路，使其中一個功率管導(dǎo)通時，另一功率管驅(qū)動在封閉狀態(tài)，直到前一個功率管關(guān)斷，封閉才取消，另一個功率管才有導(dǎo)通的可能。
[0007]但是，上述技術(shù)手段或者拓?fù)鋸?fù)雜、控制方式繁瑣、電路整體結(jié)構(gòu)冗雜，或者控制效果差，無法避免同時導(dǎo)通的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對以上的現(xiàn)有技術(shù)缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種可抑制功率管直通的半橋電路，其通過在電路中設(shè)置具有兩原邊繞組的變壓器，其利用直通發(fā)生時在兩原邊繞組的同名端產(chǎn)生的電壓差峰值，控制功率管的驅(qū)動信號實現(xiàn)對相應(yīng)功率管的關(guān)斷，從而避免兩個功率管直通時出現(xiàn)的短路，實現(xiàn)電壓平穩(wěn)輸出。
[0009]按照本發(fā)明的一個方面，提供一種可抑制功率管直通的半橋電路，其具有兩個可交替導(dǎo)通的功率管，外部DC直流源中的直流電壓在所述兩功率管的交替導(dǎo)通下通過其中的電壓變壓器進行高頻隔離轉(zhuǎn)換并輸出，其特征在于，
[0010]所述變壓器具有匝數(shù)相等、同名端相反、電感值不同且用于交替向次邊傳遞電壓實現(xiàn)輸入輸出轉(zhuǎn)換的兩個原邊繞組，通過獲得該兩原邊繞組同名端的電壓信號差值大小的變化，即可實現(xiàn)對兩功率管的同時導(dǎo)通的檢測，從而可據(jù)此產(chǎn)生相應(yīng)控制信號以關(guān)斷相應(yīng)功率管的驅(qū)動信號，實現(xiàn)短路預(yù)防并穩(wěn)定輸出。
[0011]作為本發(fā)明的改進，所述兩功率管同時導(dǎo)通時所述兩原邊繞組同名端的電壓信號差值產(chǎn)生電壓峰值，依據(jù)該峰值控制功率管的驅(qū)動信號關(guān)斷，實現(xiàn)短路預(yù)防。
[0012]作為本發(fā)明的改進，所述兩原邊繞組各自的同名端分別與一個功率管的漏級連接，兩原邊繞組各自的另一端均連接到隔直電容一端。
[0013]作為本發(fā)明的改進，兩功率管中的第一功率管漏極接電源輸入端正極，第二功率管源極接地，兩功率管漏極之間連接有一電容，以此串聯(lián)并形成橋臂。
[0014]作為本發(fā)明的改進，該半橋電路還包括串聯(lián)接入構(gòu)成橋臂的第一分壓電容和第二分壓電容，所述第一分壓電容一端接電源輸入端正極，第二分壓電容一端接地，隔直電容的一端接第一分壓電容與第二分壓電容之間的連接點，另一端與兩原邊繞組連接。
[0015]作為本發(fā)明的改進，還包括峰值信號采樣電路，其用于采集所述兩原邊繞組同名端的電壓信號差值，并在采集到兩原邊繞組同名端的電壓信號差值產(chǎn)生電壓峰值時，輸出相應(yīng)控制信號。
[0016]作為本發(fā)明的改進，還包括邏輯控制電路，其可根據(jù)所述兩原邊繞組同名端的電壓信號差值實時控制半橋驅(qū)動電路的工作狀態(tài)，并可兩原邊繞組同名端的電壓信號差值產(chǎn)生電壓峰值時產(chǎn)生的相應(yīng)控制信號關(guān)斷第一功率管和第二功率管的驅(qū)動信號
[0017]本發(fā)明提供的可抑制直通的半橋電路，包括半橋驅(qū)動電路，用于將外部的DC直流源中的直流電壓接入至主功率管，在外部邏輯控制電路的控制下所述主功率管輪流導(dǎo)通使得所述DC直流源中的電壓經(jīng)變壓器進行高頻隔離轉(zhuǎn)換輸出；峰值信號采樣電路，通過采樣變壓器繞組的峰值信號進行處理，然后輸出一個信號到整個半橋電路的邏輯控制部分，以此來完成對半橋電路輸出狀態(tài)的監(jiān)測。
[0018]本發(fā)明的半橋驅(qū)動電路包括第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一功率管、第二功率管和變壓器Tl。其中電路第一電容、第二電容串聯(lián)接入電路中，其中第一電容一端接電源輸入端正極，第二電容一端接地；第三電容一端接同時第一電容和第二電容，另一端接變壓器Tl的C、D端。第一功率管、第二功率管和第四電容串聯(lián)接入電路中，其中第一功率管漏極接輸入端正極，源極同時接第四電容的一端和變壓器Tl的一個原邊繞組的同名端(B端)；第二功率管漏極同時接第四電容另一端和變壓器Tl的另一個原邊繞組的同名端(A端)，源極接地。
[0019]本發(fā)明的半橋驅(qū)動電路中，所述半橋驅(qū)動電路的變壓器Tl有兩個匝數(shù)相等、同名端相反、電感值不同的原邊繞組NPl和NP2。
[0020]本發(fā)明的半橋驅(qū)動電路，所述峰值信號采樣電路能夠同時拾取變壓器Tl的A、B端的電壓信號，并且根據(jù)兩個信號差值的大小變化反饋輸出一個信號到半橋電路的邏輯控制部分。
[0021]在正常工作條件下，兩個功率管交替導(dǎo)通，變壓器的兩個原邊繞組NPl和NP2交替向次邊傳遞電壓，從而完成電壓從輸入到輸出的轉(zhuǎn)換。當(dāng)此半橋電路中出現(xiàn)第一功率管和第二功率管同時導(dǎo)通的情況時，由于變壓器繞組NPl和NP2電感量的差異，加之繞組中存在的漏感會阻礙電流的急劇上升，于是在A，B端會產(chǎn)生一個電壓峰值，峰值信號采樣電路會拾取到這個峰值信號，并立即輸出一個信號到半橋電路的邏輯控制部分，邏輯控制部分會迅速關(guān)斷第一功率管和第二功率管的驅(qū)動信號，從而防止直通時造成不可逆的損壞現(xiàn)象。
[0022]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0023](I)本發(fā)明中的變壓器采用兩個原邊繞組，其匝數(shù)相等、同名端相反、電感值不同，以用于交替向次邊傳遞電壓實現(xiàn)輸入輸出轉(zhuǎn)換，從而可根據(jù)該兩原邊繞組同名端的電壓信號差值大小的變化實現(xiàn)對兩功率管的同時導(dǎo)通的檢測。
[0024](2)本發(fā)明中的采用專門的峰值信號采樣電路，其用于采集所述兩原邊繞組同名端的電壓信號差值，并在采集到兩原邊繞組同名端的電壓信號差值產(chǎn)生電壓峰值時，輸出相應(yīng)控制信號，從而可實現(xiàn)對峰值信號的準(zhǔn)確及時采集。
[0025](3)本發(fā)明的方案可以避免兩個功率管直通時出現(xiàn)的短路，實現(xiàn)電壓平穩(wěn)輸出。
【附圖說明】
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的半橋電路的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是按照本發(fā)明實施例提供的一種抑制直通的半橋電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是按照本發(fā)明實施例提供的一種抑制直通的半橋電路的具體電路圖；
[0029]圖4