技术领域
[0001] 本
发明涉及驱动电路领域，尤其涉及一种PWM信号隔离互锁驱动放大电路。
背景技术
[0002] 在电机控制器器领域，MCU发出的PWM(脉冲宽度调制的英文缩写)信号，经过信号放大、隔离驱动放大电路等后，驱动功率器件(IGBT--Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管或MOSFET--金属-
氧化层
半导体场效晶体管)组成的三相
驱动桥，PWM信号电路一般都有
硬件互锁电路，以保证同一驱动桥壁的上下信号绝不允许同时有效(如高电平)，以绝对保证IGBT三相桥臂的任意一个桥壁的上下IGBT管子绝对不允许同时导通，否则IGBT上
下管子将会直接导通，把三相全桥上面的动
力电源直接导通，导致最严重的后果，如
短路、控制器爆炸。
[0003] 目前，现有电机控制器PWM信号硬件互锁电路领域，一般有如下三种方式：
[0004] (1)MCU(核心控制单元)发出的PWM控制
波形，本身就在MCU内部带有硬件互锁功能，其具体的设置就靠
软件在最初的时候烧录进MCU芯片。
[0005] (2)PWM硬件信号提到上面增加电路，采用
逻辑门阵电路实现硬件互锁电路功能，该电路主要由普通的
逻辑门芯片(如二输入与非门，74HC00)、斯密特整形器(如CD40106)组成。
[0006] (3)通过PWM的的驱动IC内部实现，如驱动核或者驱动芯片内部实现
输入信号的互锁功能。
[0007] 其中，第二种方案中，如果需要MCU的PWM信号和驱动电路隔离，就需要增加光电
耦合器件进行隔离，或者采用驱动电路进行隔离，两种都需要增加硬件才能实现，增加了硬件的成本。
发明内容
[0008] 为解决
现有技术中存在的问题，本发明提供一种PWM信号隔离互锁驱动放大电路。
[0009] 本发明包括三相结构相同的桥臂电路，其中，每条桥臂电路包括上下二桥驱动电路，所述驱动电路包括第一驱动电路：用于驱动光电耦合器件，光电耦合器件：用于PWM信号的隔离互锁，第二驱动电路：用于驱动后级驱动放大电路，所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端相连，所述第二驱动电路与所述光电耦合器件的输出端Vout相连。
[0010] 本发明作进一步改进，在上桥驱动电路中，PWM上桥信号通过所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端INH相连，所述PWM下桥信号通过所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端INL相连；在下桥驱动电路中，PWM下桥信号通过所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端INH相连，所述PWM上桥信号通过所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端INL相连。
[0011] 本发明作进一步改进，所述第一驱动电路包括
电阻RI、电容CI、电阻R2和电容C2，所述电阻RI和电容CI组成RC滤波电路，与所述光电耦合器件的输入端INH相连，所述电阻R2和电容C2组成RC滤波电路，与所述光电耦合器件的输入端INL相连。
[0012] 本发明作进一步改进，所述第二驱动电路包括电阻R3和电容C3，所述电阻R3和所述电容C3并联。
[0013] 本发明还提供了一种含上述PWM信号隔离互锁驱动放大电路的电机控制器，还包括MCU系统、控制回路、驱动回路和主回路，所述MCU系统输出PWM信号，所述控制回路用于对PWM信号的传输进行控制，所述驱动回路用于
驱动电机，所述主回路控制电机的运转。
[0014] 本发明作进一步改进，所述控制回路包含电源控制电路，信号输入
接口电路和CAN通讯电路。
[0015] 本发明作进一步改进，所述驱动回路包含驱动放大电路和
开关电源电路。
[0016] 本发明作进一步改进，所述驱动放大电路包括A相驱动放大电路、B相驱动放大电路和C相驱动放大电路。
[0017] 本发明作进一步改进，所述主回路包含IGBT逆变桥、储能吸收电容、叠层母排和结构件。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用现有的元器件，巧妙可靠的实现了PWM信号的隔离功能、一个桥壁通道上下信号互锁功能，安全可靠，简单实用，大大节约了硬件成本。
附图说明
[0019] 图1为本发明PWM信号隔离互锁驱动放大电路结构示意图；
[0020] 图2为本发明第一驱动电路结构图；
[0021] 图3为本发明第二驱动电路结构图；
[0022] 图4为本发明电机控制器结构示意图。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和
实施例对本发明做进一步详细说明。
[0024] 如图1所示，本发明包括ABC三相结构相同的桥臂电路，其中，每条桥臂电路包括上下二桥驱动电路，所述驱动电路包括第一驱动电路：用于驱动光电耦合器件，光电耦合器件：用于PWM信号的隔离互锁，第二驱动电路：用于驱动后级驱动放大电路，所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端相连，所述第二驱动电路与所述光电耦合器件的输出端Vout相连。
[0025] 在上桥驱动电路中，PWM上桥信号PWM1、PWM3、PWM5通过所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端INH相连，所述PWM下桥信号PWM2、PWM4、PWM6通过所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端INL相连；在下桥驱动电路中，PWM下桥信号PWM2、PWM4、PWM6通过所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端I NH相连，所述PWM上桥信号PWM1、PWM3、PWM5通过所述第一驱动电路与所述光电耦合器件的输入端INL相连。
[0026] 经过本发明电路，输出A相上桥输出驱动信号、A相下桥输出驱动信号、B相上桥输出驱动信号、B相下桥输出驱动信号、C相上桥输出驱动信号、C相下桥输出驱动信号，实现了PWM信号的隔离功能、同一桥壁上下PWM信号的互锁功能和PWM信号放大驱动功能。
[0027] 如图2所示，所述第一驱动电路包括电阻RI、电容CI、电阻R2和电容C2，所述电阻RI和电容CI组成RC滤波电路，与所述光电耦合器件的输入端I NH相连，所述电阻R2和电容C2组成RC滤波电路，与所述光电耦合器件的输入端INL相连。第一驱动电路主要由PWM信号的阻容器件、放大电路等组成，因为MCU给出的PWM信号，一般不建议直接去驱动光电耦合器件。
[0028] 如图3所示，所述第二驱动电路包括电阻R3和电容C3，所述电阻R3和所述电容C3并联。第二驱动电路主要由PWM信号的阻容器件组成，由VCC电源、电阻R3、光电耦合器件的副边组成
串联电路，限制光电耦合器件的副边
电流，让其电路工作在正常的范围内。
[0029] 其中R1、R2和R3均为特定电阻，因为其电阻值必须满足一定的数量要求，才能保证电路工作在正常的范围内。
[0031] 第一驱动电路：把MCU给出的PWM信号，进行放大到足以驱动光电耦合器件的原边，一般都可以达到4mA以上。
[0032] 光电耦合器件的主要功能就是把PWM信号进行原副边的隔离，并且进行互锁。本发明的光电耦合器件为普通的高速光电耦合器(如ACPL-480)即可。
[0033] 第二驱动电路：把光电耦合器件输出的信号，再次进行放大或者滤波，使其更好的驱动后级的驱动放大电路。
[0034] 本发明电路分析如下：
[0035] (1)原边电路：
[0036] PWM1信号，
电压为0～VCC(如3.3V、5V等)，经过第一驱动电路的KΩ级限流电阻、光电耦合器件的原边器件光电
二极管组成限流电路，保证电路回路的电流在合适的范围内，导通电流Ic一般在1～10mA。
[0037] (2)副边电路：
[0038] 光电耦合器件的原边的
光电二极管导通后，其副边的光电耦合器件管子工作在导通下(导通压降一般在1V左右)，经过VCC电源、第二驱动电路电阻R3、光电耦合器件的副边组成串联电路，限制光电耦合器件的副边电流，让其电路工作在正常的范围内，导通电流IF一般在1～10mA。
[0039] IF和Ic满足一定的数量关系。
[0040] 上述(1)和(2)实现了光电耦合器件隔离的作用。
[0041] (3)以A相上桥臂为例，其逻辑关系如下：
[0042]
[0043] 如图4所示，本发明还提供了一种含上述PWM信号隔离互锁驱动放大电路的电机控制器，还包括MCU系统、控制回路、驱动回路和主回路，所述MCU系统输出PWM信号，所述控制回路用于对PWM信号的传输进行控制，所述驱动回路用于驱动电机，所述主回路控制电机的运转。
[0044] 所述控制回路包含电源控制电路，信号输入接口电路和CAN通讯电路。所述驱动回路包含驱动放大电路和
开关电源电路，所述驱动放大电路包括A相驱动放大电路、B相驱动放大电路和C相驱动放大电路。所述主回路包含I GBT逆变桥、储能吸收电容、叠层母排和结构件等等各种电气、结构件。
[0045] 主回路连接的电机，就是电机控制器的负载，是电机控制器驱动的对象。
[0046] 特别说明，图4只是给出了电机控制器的PWM信号通道的主电路拓扑图，在电机控制器中，还有很多其他功能
框图并没有给出，其他功能框图并非本发明的重点改进之处。
[0047] 以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
