本實(shí)用新型涉及自鎖保護(hù)電路領(lǐng)域，特別是一種自鎖保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

IGBT半橋電路在現(xiàn)代電子產(chǎn)品應(yīng)用中非常廣泛，半橋在電路的使用中主要有兩種情況，一種不允許上下橋臂互通，一種允許上下橋臂在一定時(shí)間內(nèi)互通；而隨著應(yīng)用的推廣，如果在使用中出現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)要求的橋臂互通現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致電路損壞造成嚴(yán)重后果。同時(shí)，市面上現(xiàn)有類(lèi)似防止驅(qū)動(dòng)互鎖的保護(hù)電路，只能單純的防止驅(qū)動(dòng)互通，保護(hù)及應(yīng)用不全面，因此此類(lèi)保護(hù)電路不能完全適合所有半橋的不同工作狀態(tài)，不能允許橋臂存在一定時(shí)間的互通，具有一定的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提出一種可防止驅(qū)動(dòng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間互通，并根據(jù)橋臂所處的工作模式，進(jìn)行延時(shí)時(shí)間調(diào)整的自鎖保護(hù)電路，并且具備隔離效果，應(yīng)用范圍更廣且更方便。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種自鎖保護(hù)電路，包括半橋電路PWMA和半橋電路PWMB；包括延時(shí)選擇模塊、左側(cè)隔離耦合電路、右側(cè)隔離耦合電路和選擇器U5A；

一個(gè)以上所述延時(shí)選擇模塊并聯(lián)后一端通過(guò)所述左側(cè)隔離耦合電路分別與所述半橋電路PWMA和半橋電路PWMB耦合連接，另一端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接；所述選擇器U5A的1號(hào)引腳分別與所述右側(cè)隔離耦合電路耦合連接；

所述延時(shí)選擇模塊包括模式選擇控制開(kāi)關(guān)Q和延時(shí)電路，所述模式選擇控制開(kāi)關(guān)Q的輸出端與所述延時(shí)電路的輸入端連接，所述延時(shí)電路的輸出端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接。

優(yōu)選的，所述延時(shí)電路為時(shí)間繼電器。

優(yōu)選的，所述模式選擇控制開(kāi)關(guān)Q為三極管，所述三極管的E極與所述時(shí)間繼電器連接。

優(yōu)選的，所述左側(cè)隔離耦合電路為隔離變壓器，兩所述隔離變壓器的左側(cè)繞組分別正接于所述半橋電路PWMA和半橋電路PWMB的輸入端，兩所述隔離變壓器的右側(cè)繞組串接于所述延時(shí)選擇模塊的輸入端。

優(yōu)選的，所述右側(cè)隔離耦合電路為包括發(fā)光二極管和光敏三極管的隔離光耦電路；

所述選擇器U5A的1號(hào)引腳一側(cè)，兩所述發(fā)光二極管同向并聯(lián)后陰極端與所述選擇器U5A的1號(hào)引腳連接，陽(yáng)極端與一電壓源VCC連接。

優(yōu)選的，還包括電阻R3和電阻R4，所述電阻R3和電阻R4串聯(lián)后，電阻R3的另一端與一電壓源VCC連接，電阻R4的另一端接地，所述選擇器U5A的3號(hào)引腳接于電阻R3和電阻R4之間。

優(yōu)選的，還包括電阻R5，所述電阻R5的一端與所述選擇器U5A的1號(hào)引腳連接，另一端與一電壓源VCC連接。

本實(shí)用新型的有益效果：1、允許上下橋臂驅(qū)動(dòng)存在一定的互通時(shí)間，只要互通時(shí)間低于設(shè)定范圍即不觸發(fā)保護(hù)；

2、驅(qū)動(dòng)時(shí)間可根據(jù)使用的需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，且調(diào)整簡(jiǎn)單方便；

3、可通過(guò)不同的工作模式，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)延時(shí)時(shí)間保護(hù)的選擇，適用于各種半橋工作模式；

4、驅(qū)動(dòng)保護(hù)隔離，不受驅(qū)動(dòng)使用環(huán)境的限制，并可直接使用于IGBT驅(qū)動(dòng)前端，更快捷有效的起保護(hù)，而防止前端驅(qū)動(dòng)損壞帶來(lái)的不良后果。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

如圖1所示，一種自鎖保護(hù)電路，包括半橋電路PWMA和半橋電路PWMB；包括延時(shí)選擇模塊、左側(cè)隔離耦合電路、右側(cè)隔離耦合電路和選擇器U5A；

一個(gè)以上所述延時(shí)選擇模塊并聯(lián)后一端通過(guò)所述左側(cè)隔離耦合電路分別與所述半橋電路PWMA和半橋電路PWMB耦合連接，另一端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接；所述選擇器U5A的1號(hào)引腳與所述右側(cè)隔離耦合電路耦合連接；

所述延時(shí)選擇模塊包括模式選擇控制開(kāi)關(guān)Q和延時(shí)電路，所述模式選擇控制開(kāi)關(guān)Q的輸出端與所述延時(shí)電路的輸入端連接，所述延時(shí)電路的輸出端與所述選擇器U5A的2號(hào)引腳連接。

所述延時(shí)電路的一個(gè)實(shí)施例為時(shí)間繼電器；

所述延時(shí)電路的另一個(gè)實(shí)施例包括電阻R、二極管D和電容C，所述電阻R的一端與二極管C的陽(yáng)極端連接，所述電阻R的另一端與所述模式選擇控制開(kāi)關(guān)Q的輸出端連接；所述電容C的一端接于所述電阻R和電容C的中間，所述電容C的另一端為接地端。

優(yōu)選的，所述模式選擇控制開(kāi)關(guān)Q為三極管，所述三極管的E極與所述時(shí)間繼電器連接。

所述左側(cè)隔離耦合電路的一個(gè)實(shí)施例為隔離變壓器，兩所述隔離變壓器的左側(cè)繞組分別正接于所述半橋電路PWMA和半橋電路PWMB的輸入端，兩所述隔離變壓器的右側(cè)繞組串接于所述延時(shí)選擇模塊的輸入端。

所述左側(cè)隔離耦合電路的另一個(gè)實(shí)施例包括發(fā)光二極管和光敏三極管的隔離光耦電路；

所述選擇器U5A的2號(hào)引腳一側(cè)，兩所述發(fā)光二極管分別正接于所述半橋電路PWMA和半橋電路PWMB，對(duì)應(yīng)所述發(fā)光二極管數(shù)量的所述光敏三極管串接于所述延時(shí)選擇模塊的輸入端。

優(yōu)選的，所述右側(cè)隔離耦合電路包括發(fā)光二極管和光敏三極管的隔離光耦電路；

所述選擇器U5A的1號(hào)引腳一側(cè)，兩所述發(fā)光二極管同向并聯(lián)后陰極端與所述選擇器U5A的1號(hào)引腳連接，陽(yáng)極端與一電壓源VCC連接。

優(yōu)選的，還包括電阻R3和電阻R4，所述電阻R3和電阻R4串聯(lián)后，電阻R3的另一端與一電壓源VCC連接，電阻R4的另一端接地，所述選擇器U5A的3號(hào)引腳接于電阻R3和電阻R4之間。

優(yōu)選的，還包括電阻R5，所述電阻R5的一端與所述選擇器U5A的1號(hào)引腳連接，另一端與一電壓源VCC連接。

如圖2所示的實(shí)施例中，左側(cè)隔離耦合電路、右側(cè)隔離耦合電路均為包括發(fā)光二極管和光敏三極管的隔離光耦電路，當(dāng)原邊PWMA信號(hào)為高電平時(shí)，隔離光耦U1的發(fā)光二極管被正向?qū)?，同時(shí)導(dǎo)通隔離光耦U1的副邊(光敏三極管邊)；當(dāng)原邊PWMB信號(hào)為高電平時(shí)，隔離光耦U2的發(fā)光二極管被正向?qū)ǎ瑫r(shí)導(dǎo)通隔離光耦U2的副邊。

三極管Q1和三極管Q2為模式選擇控制開(kāi)關(guān)，由于不會(huì)存在兩種工作模式一起工作，因此三極管Q1和三極管Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)MODEL_A和MODEL_B不會(huì)同時(shí)為高，為選通信號(hào)。

電阻R1和電容C1以及R2和C2組成兩組不同的延時(shí)時(shí)間，通過(guò)調(diào)節(jié)R1和C1的大小，可調(diào)整控制PWM存在共通的延時(shí)時(shí)間；D1和D2為反向截至二極管，防止不同模式下的延時(shí)時(shí)間被相互影響；

延時(shí)選擇模塊將產(chǎn)生的信號(hào)送給比較器U5A的2腳，并與比較器U5A上3腳的參考電平信號(hào)進(jìn)行比較，從而控制比較器U5A上1腳的輸出電平狀態(tài)；U3和U4為驅(qū)動(dòng)拉低光耦，當(dāng)比較器U5A上1腳輸出低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4輸出低電平，因此可將驅(qū)動(dòng)信號(hào)給拉低，讓IGBT關(guān)斷。

具體工作時(shí)，

(1)、如果只有PWMA或者PWMB中任一一個(gè)為高電平時(shí)，隔離光耦U1只有一個(gè)會(huì)被導(dǎo)通，此時(shí)不管三極管Q1和Q2是否有模式驅(qū)動(dòng)信號(hào)，選擇器U5A上2腳的輸入都為低電平(定義2腳電平為V2)，低于3腳上的電平(定義3腳電平為V3)，而

V3＝VCC*R3/(R3+R4)；

因此選擇器U5A上1腳為上拉VCC高電平信號(hào)(定義1腳電平為V1),V1＝VCC，驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4不會(huì)被導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4副邊的輸出電平隨電路正常電平信號(hào)，因此不會(huì)影響半橋驅(qū)動(dòng)的正常工作；

(2)如果PWMA或者PWMB同時(shí)出現(xiàn)高電平驅(qū)動(dòng)，隔離光耦U1和隔離光耦U2被導(dǎo)通，VCC通過(guò)隔離光耦U1和隔離光耦U2的副邊連通到三極管Q1和三極管Q2的C極，取隔離光耦副邊的導(dǎo)通壓降Vu，此時(shí)，Vc＝VCC-2Vu，此時(shí)分兩種情況：

a)如果三極管Q1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)MODEL_A為高，三極管Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)MODEL_B 為低，那么“延時(shí)選擇模塊A”起作用，VCC通過(guò)隔離光耦U1和隔離光耦U2，以及三極管Q1的C極、E極給電阻R1和電容C1供電，通過(guò)電阻R1和電容C1形成電壓上升時(shí)間常數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)間Ta后達(dá)到電平Vta，在此之間，V2＝Vta-Vd1，Vd1為反向截至二極管D1正向上的電壓值；

假設(shè)此時(shí)V2＝V3＝VCC*R3/(R3+R4)為臨界點(diǎn)，因此PWMA和PWMB在共通時(shí)間大于Ta時(shí)，比較器U5A輸出電平將被置低，使得驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4導(dǎo)通，將驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4的副邊輸出拉低，以此來(lái)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所控制的IGBT不工作，從而起到保護(hù)作用；如果PWMA和PWMB的共通時(shí)間小于Ta，V2將在達(dá)到V3電平之前停止電壓上升，因此選擇器U5A的輸出還是為高，驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4也不會(huì)被導(dǎo)通，同時(shí)也就不會(huì)被驅(qū)動(dòng)拉低，IGBT在設(shè)定允許的共同時(shí)間Ta內(nèi)繼續(xù)保持正常驅(qū)動(dòng)工作。

b)如果三極管Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)MODEL_B為高，三極管Q1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)MODEL_A為低，那么“延時(shí)選擇模塊A”起作用，VCC通過(guò)隔離光耦U1和隔離光耦U2，以及三極管Q2的C極、E極給電阻R2和電容C2供電，通過(guò)電阻R2和電容C2形成的電壓上升時(shí)間常數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)間Tb后達(dá)到電平Vtb，在此之間，V2＝Vtb-Vd2，Vd2為反向截至二極管D2正向上的電壓值；

假設(shè)此時(shí)V2＝V3＝VCC*R3/(R3+R4)為臨界點(diǎn)，因此PWMA和PWMB在共通時(shí)間大于Tb時(shí)，比較器U5A輸出電平將被置低，使得驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4導(dǎo)通，將驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4的副邊輸出拉低，以此來(lái)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所控制的IGBT不工作，從而起到保護(hù)作用；如果PWMA和PWMB的共通時(shí)間小于Tb，V2將在達(dá)到V3電平之前停止電壓上升，因此選擇器U5A的輸出還是為高，驅(qū)動(dòng)拉低光耦U3和驅(qū)動(dòng)拉低光耦U4也不會(huì)被導(dǎo)通，同時(shí)也就不會(huì)被驅(qū)動(dòng)拉低，IGBT在設(shè)定允許的共同時(shí)間Tb內(nèi)繼續(xù)保持正常驅(qū)動(dòng)工作。

從以上電路工作狀態(tài)分析可看出，經(jīng)過(guò)模式信號(hào)MODEL_A和MODEL_B的選擇，可使驅(qū)動(dòng)PWMA和PWMB分別存在小于Ta和Tb的共同導(dǎo)通時(shí)間，且通過(guò)電阻R1和電容C1、電阻R2和電容C2的不同值選擇，可調(diào)整Ta和Tb延長(zhǎng)時(shí)間的長(zhǎng)短。如果不需要延遲時(shí)間，可將電阻短路，并取消對(duì)應(yīng)的電容的使用；如果PWMA和PWMB一旦出現(xiàn)共同高壓時(shí)，最終驅(qū)動(dòng)將會(huì)立即被拉低，從而起保護(hù)作用。

同時(shí)，如果有多路PWM需要防止共通，可參照“延時(shí)電路部分”，增加“延時(shí)電路C”“延時(shí)電路D”等，實(shí)現(xiàn)多路PWM延時(shí)共通自鎖電路。另外，采用電阻R1和電容C1組成的延時(shí)電路精度不高，可更換精度更高的延時(shí)器來(lái)來(lái)達(dá)到所需目的，而這樣等同替換和增加的方案，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

通過(guò)以上工作狀態(tài)的說(shuō)明，可以看出本實(shí)用新型具備：1)延時(shí)時(shí)間可根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整；2)可根據(jù)不同工作模式選擇延時(shí)時(shí)間進(jìn)行保護(hù)；3)允許PWMA和PWMB的共通，只要設(shè)定好延時(shí)時(shí)間，即使對(duì)部分架構(gòu)允許上下橋臂互通的電路也能起到的有效；4)輸入輸出光耦隔離，可以根據(jù)需求更容易安排此電路的位置，不受驅(qū)動(dòng)限制。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?zhuān)绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。