專利名稱：全橋式逆變裝置和包括該逆變裝置的功率電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種逆變裝置，更具體地，涉及一種全橋式逆變裝置和包括該逆變裝置的功率電源。
背景技術(shù)：
隨著逆變技術(shù)的提高，在產(chǎn)品中使用逆變電源越來越普及。在逆變電源中，其主回路使用全橋逆變電路者居多。以主回路功率器件使用絕緣柵極雙極型晶體管(IGBT)為例，如

圖1所示。圖中Q1、Q2為IGBT模塊，每一個模塊包含兩個IGBT單管Q1-a和Q2-b，T為變壓器，工作時IGBT單管Q1-a和Q2-b同時被驅(qū)動導(dǎo)通，IGBT單管Q1-b和Q2-a處于截止?fàn)顟B(tài)，在下一個周期，IGBT單管Q1-b和Q2-a被同時驅(qū)動導(dǎo)通，IGBT單管Q1-a和Q2-b處于截止?fàn)顟B(tài)。即通過IGBT模塊Q1、Q2的輪流導(dǎo)通，經(jīng)過變壓器T初級線圈，形成全橋逆變回路。由于逆變回路工作頻率比較高，一旦發(fā)生誤驅(qū)動，使逆變器件模塊的兩個單管同時導(dǎo)通，即通常說的“直通”，瞬間即可使逆變器件由于溫度過熱而損壞。在一般情況下，誤驅(qū)動是由于外部干擾信號導(dǎo)致控制裝置誤動作，并將此錯誤信號傳送給驅(qū)動裝置，引發(fā)驅(qū)動裝置產(chǎn)生紊亂的驅(qū)動信號，致使逆變功率器件損壞。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題就是要提供一種能防止上述故障的發(fā)生，并可靠保護(hù)功率器件的全橋式逆變裝置和包括該逆變裝置的功率電源。
根據(jù)本實用新型的一方面，提供一種全橋式逆變裝置，包括用于產(chǎn)生驅(qū)動給定信號的控制裝置、功率器件、以及用于驅(qū)動功率器件的驅(qū)動裝置，其特征在于，該全橋式逆變裝置還包括功率器件保護(hù)裝置，其第一和第二輸入端分別與所述控制裝置的輸出端連接，其第一和第二輸出端分別與所述驅(qū)動裝置的第一和第二驅(qū)動單元相連，以及其中所述功率器件保護(hù)裝置構(gòu)造為在沒有驅(qū)動給定信號時，第一和第二驅(qū)動單元均不工作；當(dāng)驅(qū)動給定信號到來時，第一和第二驅(qū)動給定信號中先到的相應(yīng)一個驅(qū)動單元工作，并將另一個驅(qū)動單元鎖定為截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)所述先到驅(qū)動給定信號結(jié)束時，所述一個驅(qū)動單元截止，并使所述另一個驅(qū)動單元解鎖。
根據(jù)本實用新型的另一方面，還提供一種包括上述逆變裝置的功率電源。
在根據(jù)本實用新型的全橋式逆變裝置和功率電源中，功率器件保護(hù)裝置連接于控制裝置和驅(qū)動裝置之間，對控制裝置發(fā)出的指令信號進(jìn)行判別、鎖定，然后輸出唯一的信號給驅(qū)動裝置，即使控制裝置受到干擾，發(fā)出錯誤指令信號，經(jīng)過功率器件保護(hù)裝置的鎖定，也只能有一路功率器件被驅(qū)動，從而，功率器件不會發(fā)生因直通而燒損的現(xiàn)象。
本實用新型的特點在于簡單、實用，可靠性高，成本低。
以下結(jié)合附圖和實用例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的逆變電源全橋式主回路的電路原理圖；圖2為本實用新型全橋式逆變裝置的連接方框示意圖；圖3為本實用新型全橋式逆變裝置的一個實施例中功率器件保護(hù)裝置的電路原理圖；以及圖4為本實用新型全橋式逆變裝置上述實施例中驅(qū)動信號波形圖。
具體實施方式
現(xiàn)在，參考附圖來具體描述本實用新型的全橋式逆變裝置和包括該逆變裝置的功率電源，在附圖中，相同或相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。
參見圖2，本實用新型的全橋式逆變裝置包括用于產(chǎn)生驅(qū)動給定信號的控制裝置、用于驅(qū)動功率器件的驅(qū)動裝置、功率器件、以及功率器件保護(hù)裝置，所述逆變功率器件保護(hù)裝置連接于控制裝置和驅(qū)動裝置之間，由控制裝置發(fā)出的指令信號首先輸入到功率器件保護(hù)裝置，該功率器件保護(hù)裝置接收信號后，進(jìn)行確認(rèn)識別，然后將此信號輸出給驅(qū)動裝置。正常情況下，控制裝置順序發(fā)出指令信號，指令信號是唯一的，經(jīng)過功率器件保護(hù)裝置后，指令信號被傳送給驅(qū)動裝置，由驅(qū)動裝置產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動功率器件依次導(dǎo)通。當(dāng)控制裝置發(fā)出指令信號后，由于其他原因產(chǎn)生誤動作，又發(fā)出另一個指令信號，錯誤指令信號被輸入到功率器件保護(hù)裝置時，由于功率器件保護(hù)裝置已經(jīng)接受到一個信號，功率器件保護(hù)裝置處于鎖定狀態(tài)，對于這一錯誤指令信號拒絕接受，直到此周期工作完畢，進(jìn)入下一個周期，重新接收指令信號。這樣，就避免了功率器件直通導(dǎo)致燒損的現(xiàn)象。
參見圖3，為本實用新型的全橋式逆變裝置的一個實施例中功率器件保護(hù)裝置的電路原理圖。圖中IC1、IC2為快速光電耦合器，C1為濾波電容，R1、R2、R3、R4為電阻，D1、D2為二極管，+VC為工作電源。
沒有驅(qū)動給定信號時，驅(qū)動給定信號VG1、VG2均為高電平，光電耦合器IC1、IC2不導(dǎo)通，為等待狀態(tài)，輸出VO1、VO2為低電平。正常工作時，驅(qū)動給定信號為方波信號，如圖4所示，兩信號同時為高電平時，為死區(qū)時間。低電平使相應(yīng)快速光電耦合器導(dǎo)通，高電平使相應(yīng)快速光電耦合器截止。
當(dāng)驅(qū)動信號到來時，如果第一路信號先到，即驅(qū)動給定信號VG1為低電平，驅(qū)動單元A動作，送出驅(qū)動信號至IGBT單管Q1-a和Q2-b。此時驅(qū)動給定信號VG2為高電平，光電耦合器IC2截止，故輸出VO2也是低電平，光電耦合器IC1動作使輸出VO1為高電平，經(jīng)二極管D2、電阻R2輸入到光電耦合器IC2的腳IC2-②，使光電耦合器IC2處于反壓截止?fàn)顟B(tài)，將其鎖定。即使有誤驅(qū)動信號使驅(qū)動給定信號VG2為低電平，由于電阻R4的隔離，二極管D2的負(fù)極仍為高電平，故光電耦合器IC2不會導(dǎo)通，從而阻止誤驅(qū)動信號進(jìn)入驅(qū)動單元B，避免功率器件誤導(dǎo)通。當(dāng)驅(qū)動給定信號VG1翻轉(zhuǎn)為高電平，光電耦合器IC1截止，輸出VO1為低電平，使光電耦合器IC2解鎖。驅(qū)動給定信號VG2低電平到來時，光電耦合器IC2導(dǎo)通，輸出VO2為高電平，通過二極管D1、電阻R1輸入到光電耦合器IC1腳IC1-②，光電耦合器IC1被鎖定為截止?fàn)顟B(tài)，同理，誤驅(qū)動信號也不能進(jìn)入驅(qū)動單元A。驅(qū)動給定信號VG2翻轉(zhuǎn)為高電平時，光電耦合器IC2截止，輸出VO2為低電平，使光電耦合器IC1解鎖。保護(hù)裝置如此反復(fù)工作。如果第二路信號先到，光電耦合器IC2先導(dǎo)通工作，工作過程與上述相同。
在上述全橋式逆變裝置中，逆變功率器件保護(hù)裝置主要包括快速光電耦合器等元器件，用以實現(xiàn)驅(qū)動單元A和驅(qū)動單元B之間的互鎖。然而此逆變功率器件保護(hù)裝置也可用其他元器件實現(xiàn)互鎖，這對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是容易實現(xiàn)的。
此外，在本實用新型的功率電源中，除了其逆變裝置由具有本實用新型的上述結(jié)構(gòu)的全橋式逆變裝置構(gòu)成用以可靠保護(hù)其中功率器件外，其它的構(gòu)成部件及其連接關(guān)系與常規(guī)的功率電源類似，并為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知，在此，省去對其的贅述。
盡管已對本實用新型進(jìn)行了描述，但上述描述只是為了說明的目的，本實用新型不限于上述結(jié)合附圖的具體描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對其進(jìn)行不脫離本實用新型精神的各種改變，而本實用新型的保護(hù)范圍由后附的權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求1.一種全橋式逆變裝置，包括用于產(chǎn)生驅(qū)動給定信號的控制裝置、功率器件、以及用于驅(qū)動功率器件的驅(qū)動裝置，其特征在于，該全橋式逆變裝置還包括功率器件保護(hù)裝置，其第一和第二輸入端分別與所述控制裝置的輸出端連接，其第一和第二輸出端分別與所述驅(qū)動裝置的第一和第二驅(qū)動單元相連，以及其中所述功率器件保護(hù)裝置構(gòu)造為在沒有驅(qū)動給定信號時，第一和第二驅(qū)動單元均不工作；當(dāng)驅(qū)動給定信號到來時，第一和第二驅(qū)動給定信號中先到的相應(yīng)一個驅(qū)動單元(A或B)工作，并將另一個驅(qū)動單元(B或A)鎖定為截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)所述先到驅(qū)動給定信號結(jié)束時，所述一個驅(qū)動單元(A或B)截止，并使所述另一個驅(qū)動單元(B或A)解鎖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全橋式逆變裝置，其特征在于，所述功率器件保護(hù)裝置包括快速光電耦合器，用以實現(xiàn)第一和第二驅(qū)動單元之間的互鎖。
3.一種功率電源，包括如權(quán)利要求1或2所述的全橋式逆變裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種全橋式逆變裝置和包括其的功率電源，其中逆變裝置包括控制裝置、驅(qū)動裝置、功率器件、以及功率器件保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置的輸入端與所述控制裝置連接，其輸出端與驅(qū)動裝置的第一和第二驅(qū)動單元相連，以及所述功率器件保護(hù)裝置構(gòu)造為在沒有驅(qū)動給定信號時，第一和第二驅(qū)動單元均不工作；當(dāng)驅(qū)動給定信號到來時，第一和第二驅(qū)動給定信號中先到的相應(yīng)一個驅(qū)動單元(A或B)工作，并將另一個驅(qū)動單元(B或A)鎖定為截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)先到驅(qū)動給定信號結(jié)束時，所述一個驅(qū)動單元(A或B)截止，并使所述另一個驅(qū)動單元(B或A)解鎖。經(jīng)過功率器件保護(hù)裝置的鎖定，只有一路功率器件被正常驅(qū)動，從而功率器件不會因“直通”而燒損。
文檔編號H02M7/5387GK2640126SQ03251210
公開日2004年9月8日 申請日期2003年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月7日
發(fā)明者王元洪, 郭懷書, 曹玉璽, 趙素梅 申請人:唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司