專利名稱：一種高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路，更具體地說(shuō)涉及一種高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，屬于電力電子領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，IGBT模塊的功率越來(lái)越大，DC電壓越來(lái)越高，工作頻率也越來(lái)越高，隨之帶來(lái)的問(wèn)題是驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的互相干擾，在長(zhǎng)距離驅(qū)動(dòng)傳輸時(shí)候，變頻器內(nèi)高頻電流對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的干擾信號(hào)，導(dǎo)致失真，延時(shí)等問(wèn)題，為了能夠避免這些問(wèn)題，工程師們采用了很多方法都沒(méi)有得到太好的效果，直到光纖技術(shù)被引用到驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，干擾問(wèn)題才得到了根本解決，并且很快得到了廣泛應(yīng)用。而光纖驅(qū)動(dòng)需要專門的驅(qū)動(dòng)芯片，這種芯片比較貴( 一般10元左右)，并且在與光纖發(fā)射頭連接工作的時(shí)候，故障率很高，同時(shí)由于驅(qū)動(dòng)芯片和光纖頭交替工作，使得電源持續(xù)工作，對(duì)于P麗信號(hào)來(lái)講，浪費(fèi)了一倍的電源能量，電源的體積增大一倍，對(duì)于今天要求機(jī)器越來(lái)越小的趨勢(shì)背道而馳。
如圖1所示，現(xiàn)有的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路一般采用的是DS75741驅(qū)動(dòng)芯片，這種芯片內(nèi)部可等效為一個(gè)非門驅(qū)動(dòng)一個(gè)三極管工作的結(jié)構(gòu)，是一種常用驅(qū)動(dòng)芯片，經(jīng)過(guò)前期大量的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)了其存在的一系列問(wèn)題，如上面所講，由于長(zhǎng)期的高頻電流，芯片故障率很高；同時(shí)采用這種工作方式，光纖頭和驅(qū)動(dòng)芯片DS75741交替工作，不論P(yáng)麗信號(hào)處于高還是低，灌輸電流為持續(xù)工作60mA，對(duì)于能耗來(lái)講是個(gè)不小的浪費(fèi)。如圖l，工作時(shí)，信號(hào)端接入幅值為5V的P麗信號(hào)，當(dāng)P麗為高電平時(shí)，三極管基射壓降約為0. 7V，基極電流約為(5-0. 7)/2K = 2. 15mA，由于三極管的HFE為100，電阻R2為IOK，所以三極管處于飽和狀態(tài)，輸出為低電平，根據(jù)DS75741的邏輯，芯片內(nèi)部三極管導(dǎo)通，處于飽和狀態(tài)，輸出電壓為三極管飽和壓降約0. 3V，所以上拉電阻R3上面壓降約為4. 7V，此時(shí)光纖頭不工作，上拉電阻R3上的電流為4. 7/51 = 92mA，功耗主要在R3上，大約為0. 5W。 當(dāng)P麗為低電平時(shí)，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，所以集電極輸出為高電平5V，根據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片的邏輯電平，內(nèi)部三極管截止，相當(dāng)于開路，所以這個(gè)時(shí)候，電流全部通過(guò)R3流向光纖頭HFBR-1521內(nèi)部的發(fā)光二極管，由于內(nèi)部發(fā)光二極管壓降約1.6V，外部電阻R3上電阻約為3. 4V， HFBR-1521工作電流約為3. 4/5. 1 = 67mA，功耗約為0. 33W，功耗相對(duì)P麗為高電平時(shí)有所下降。但總的來(lái)說(shuō)，無(wú)論光纖頭工作與不工作，電路都會(huì)出現(xiàn)能量的耗散，很不合理。而且光纖頭不工作時(shí)候的功耗更大，從這個(gè)方面講，是極其浪費(fèi)能源的，同時(shí)對(duì)電源的要求也增加，另外高耗能也會(huì)對(duì)器件的壽命有所影響，因此需要開發(fā)一種更簡(jiǎn)單便宜且不浪費(fèi)能源的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明很好的解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和問(wèn)題，提供一種高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，該電路簡(jiǎn)單方便成本低，同時(shí)可大大節(jié)約能量損耗。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，包括有P麗信號(hào)接入端、三極管Tl、三極管Tl的 基極電阻R1、三極管T1的集電極電阻R2、驅(qū)動(dòng)芯片、輸出側(cè)的串接電阻R3和驅(qū)動(dòng)端光纖頭 HFBR-1521，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)芯片為一個(gè)NPN管和一個(gè)PNP管串聯(lián)組成的推挽電路， NPN管和PNP管的基極共同連接到電阻R2與三極管Tl的集電極相連接的一端，NPN管集電 極連接到電阻R2另一端，且連接到電源VCC上，PNP管的集電極連接到三極管Tl的發(fā)射極， 且連接到地。 本發(fā)明的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的P麗信號(hào)接入幅值 為5V， P麗信號(hào)接入端與三極管T1的基極電阻R1連接，電阻R1的大小為51K，三極管T1 的集電極電阻R2的大小為2K，與NPN管和PNP管的發(fā)射極串接的電阻R3大小為30歐，電 阻R3接到光纖頭HFBR-1521的1腳，并且保留1腳和2腳之間的并聯(lián)電阻R4， R4的大小為 2K。當(dāng)光纖為2米左右的長(zhǎng)度，R3可選用60歐姆的電阻，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電流越為35mA，驅(qū)動(dòng)能 力能達(dá)到要求。 本發(fā)明的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是在該高壓變頻器驅(qū) 動(dòng)電路的P麗信號(hào)接入端并聯(lián)有一個(gè)濾波電容來(lái)濾除尖峰電壓；再進(jìn)一步的技術(shù)方案是當(dāng) P麗信號(hào)接入幅值為5V時(shí)，濾波電容的大小為IOPF。 本發(fā)明的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的驅(qū)動(dòng)芯片輸 出側(cè)的串接電阻R3的大小可根據(jù)光纖線路的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整以滿足驅(qū)動(dòng)能力所要求的驅(qū)動(dòng) 電流。
本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)P麗信號(hào)為高電平的時(shí)候，推挽電路光纖頭均不
工作，所以不存在能量損耗，當(dāng)P麗信號(hào)為低電平的時(shí)候，光纖頭能正常工作，而且電壓分 成了基本平均的三部分，一部分在光纖頭內(nèi)部的發(fā)光二極管上，另一部分在R3上，還有一 部分在NPN三極管上，所以比原來(lái)的兩部分熱量更分散，以至溫升也會(huì)進(jìn)一步減少，這樣就 增加了器件的工作壽命。因?yàn)槟芎臏p少了不足原來(lái)的一半，所以電源容量也可以做的更小， 成本上能得到更好的控制，可大大節(jié)約成本。同時(shí)由于能量損耗的分散，使得器件的壽命能 大大提高。另外從常識(shí)上也知道，越是簡(jiǎn)單的器件組合，其性能越穩(wěn)定，越是復(fù)雜的組合出 故障的幾率越大，所以本電路的可靠性也會(huì)進(jìn)一步提高。由于是獨(dú)立的少量器件組合，所以 響應(yīng)時(shí)間也能進(jìn)一步提高，可以得到更廣泛的應(yīng)用。
圖1為現(xiàn)有的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本實(shí)用新型的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路電路結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容作說(shuō)明 如圖2所示，本發(fā)明的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，包括有P麗信號(hào)接入端、三極管T1、三 極管T1的基極電阻R1、三極管T1的集電極電阻R2、驅(qū)動(dòng)芯片、輸出側(cè)的串接電阻R3和驅(qū) 動(dòng)端光纖頭HFBR-1521，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)芯片為一個(gè)NPN管和一個(gè)PNP管串聯(lián)組成 的推挽電路，NPN管和PNP管的基極共同連接到電阻R2與三極管Tl的集電極相連接的一端，NPN管集電極連接到電阻R2另一端，且連接到電源VCC上，PNP管的集電極連接到三極 管T1的發(fā)射極，且連接到地。所述的P麗信號(hào)接入幅值為5V，P麗信號(hào)接入端與三極管T1 的基極電阻Rl連接，電阻Rl的大小為51K，三極管Tl的集電極電阻R2的大小為2K，與推 挽電路輸出串接的電阻R3大小為30歐，電阻R3接到光纖頭HFBR-1521的l腳，并且保留 1腳和2腳之間的并聯(lián)電阻R4， R4的大小為2K。 本實(shí)施方式信號(hào)端同樣接入幅值為5V的P麗信號(hào)，當(dāng)P麗為高電平5V時(shí)，三極 管基射壓降約為0. 7V，基極電流約為(5-0. 7)/51K = 0. 084mA。由于三極管的HFE為100， 電阻R2為2K，根據(jù)三極管的電流放大倍數(shù)，很容易得到三極管處于飽和狀態(tài)，輸出為低電 平，約為O. 3V，在推挽電路里，NPN三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，所以推挽電路輸出相當(dāng)于斷路狀 態(tài)，DS75741的輸入側(cè)為低電平，DS75741處于不工作狀態(tài)，由于無(wú)電流流過(guò)推挽電路和光 纖頭，所以基本無(wú)能量損耗。 當(dāng)P麗為低電平時(shí)，基極無(wú)電流流過(guò)，所以三極管T1處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極輸出為 高電平5V，推挽電路的NPN管工作，PNP管截止。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，R2上電壓為0. 8V，推 挽電路的NPN管的基極電.壓為O. 7V，R3上電壓為1. 9V，光纖頭內(nèi)部的發(fā)光二極管為1. 6V， NPN管的Vce為1. 5V，根據(jù)R3上的電壓可計(jì)算出光纖頭的工作電流為1. 9V/30歐=63mA， 由HFBR-1521的工作參數(shù)得知，這個(gè)電流能滿足光纖頭的正常工作。
權(quán)利要求
一種高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，包括有PWM信號(hào)接入端、三極管T1、三極管T1的基極電阻R1、三極管T1的集電極電阻R2、驅(qū)動(dòng)芯片、輸出側(cè)的串接電阻R3和驅(qū)動(dòng)端光纖頭HFBR-1521，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)芯片為一個(gè)NPN管和一個(gè)PNP管串聯(lián)組成的推挽電路，NPN管和PNP管的基極共同連接到電阻R2與三極管T1的集電極相連接的一端，NPN管集電極連接到電阻R2另一端，且連接到電源VCC上，PNP管的集電極連接到三極管T1的發(fā)射極，且連接到地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述的P麗信號(hào)接入幅值為5V，P麗信號(hào)接入端與三極管T1的基極電阻R1連接，電阻R1的大小為51K，三極管T1的集電極電阻R2的大小為2K，與推挽電路輸出串接的電阻R3大小為30歐，電阻R3接到光纖頭HFBR-1521的1腳，并且保留1腳和2腳之間的并聯(lián)電阻R4， R4的大小為2K。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于在該高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路的P麗信號(hào)接入端并聯(lián)有一個(gè)濾波電容來(lái)濾除尖峰電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于當(dāng)P麗信號(hào)接入幅值為5V時(shí)，濾波電容的大小為IOPF。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)芯片輸出側(cè)的串接電阻R3的大小可根據(jù)光纖線路的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整以滿足驅(qū)動(dòng)能力所要求的驅(qū)動(dòng)電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，該電路簡(jiǎn)單方便成本低，同時(shí)可大大節(jié)約能量損耗。本發(fā)明的高壓變頻器驅(qū)動(dòng)電路，包括有PWM信號(hào)接入端、三極管T1、三極管T1的基極電阻R1、三極管T1的集電極電阻R2、驅(qū)動(dòng)芯片、輸出側(cè)的串接電阻R3和驅(qū)動(dòng)端光纖頭HFBR-1521，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)芯片為一個(gè)NPN管和一個(gè)PNP管串聯(lián)組成的推挽電路，NPN管和PNP管的基極共同連接到電阻R2與三極管T1的集電極相連接的一端，NPN管集電極連接到電阻R2另一端，且連接到電源VCC上，PNP管的集電極連接到三極管T1的發(fā)射極，且連接到地。
文檔編號(hào)H02M3/155GK101771343SQ20101011633
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者石泉 申請(qǐng)人:南京亞派科技實(shí)業(yè)有限公司