一種半橋驅(qū)動(dòng)電路的電磁干擾與效率動(dòng)態(tài)平衡裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于一種半橋驅(qū)動(dòng)電路的電磁干擾與效率動(dòng)態(tài)平衡裝置，屬于半橋驅(qū)動(dòng)和智能功率模塊技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]驅(qū)動(dòng)電路在馬達(dá)、照明、電源等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的作用，尤其是近年來由于節(jié)能意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的增加，對(duì)于體積更小、可靠性更高、效率更優(yōu)的驅(qū)動(dòng)電路需求也在不斷增加。
[0003]傳統(tǒng)意義上，驅(qū)動(dòng)電路用來驅(qū)動(dòng)MOSFET與IGBT有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這其中以半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，應(yīng)用也更廣泛。半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括了所述的柵極驅(qū)動(dòng)電路，在功率電源和功率地之間串聯(lián)連接的高側(cè)功率器件和低側(cè)功率器件。柵極驅(qū)動(dòng)電路控制高低側(cè)功率器件的開關(guān)狀態(tài)以及開關(guān)速度。為了追求更高的效率，更低的功耗，高低側(cè)功率器件被配置成以更快的DV/DT和DI/DT導(dǎo)通和關(guān)斷，進(jìn)而降低功率器件的開關(guān)損耗，尤其是對(duì)于工作頻率較高的應(yīng)用場(chǎng)景。但是更快的開關(guān)速度會(huì)帶來負(fù)面的影響，一方面是系統(tǒng)的電磁干擾噪聲會(huì)增加；另一方面由開關(guān)過程中對(duì)地或者信號(hào)的干擾會(huì)大大影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。如何更安全，更有效地在EMI和效率之間取得平衡變得越來越重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種半橋驅(qū)動(dòng)電路的電磁干擾與效率動(dòng)態(tài)平衡裝置，分別針對(duì)高側(cè)功率器件和低側(cè)功率器件，能夠通過實(shí)時(shí)檢測(cè)，適時(shí)改變功率器件的工作模式，動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)功率器件電磁干擾與效率的平衡。
[0005]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種半橋驅(qū)動(dòng)電路的電磁干擾與效率動(dòng)態(tài)平衡裝置，包括高側(cè)電磁干擾與效率平衡裝置和低側(cè)電磁干擾與效率平衡裝置，高側(cè)電磁干擾與效率平衡裝置用于平衡高側(cè)功率器件的電磁干擾與效率，低側(cè)電磁干擾與效率平衡裝置用于平衡低側(cè)功率器件的電磁干擾與效率；其中，高側(cè)電磁干擾與效率平衡裝置包括高側(cè)采樣電路、高側(cè)模式設(shè)定電路和高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；高側(cè)采樣電路的輸入端與高側(cè)功率器件相連接，采集獲得高側(cè)功率器件的平均功率，并通過其輸出端輸送至高側(cè)模式設(shè)定電路；高側(cè)模式設(shè)定電路由其輸入端接收高側(cè)功率器件的平均功率，與預(yù)設(shè)比較閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)設(shè)高側(cè)功率器件各個(gè)工作模式，定義高側(cè)功率器件的工作模式，并通過其輸出端發(fā)送至高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與高側(cè)功率器件相連接，高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路通過其輸入端接收所定義高側(cè)功率器件的工作模式，并結(jié)合所接收的高側(cè)輸入信號(hào)，通過其輸出端向高側(cè)功率器件發(fā)送控制命令，控制高側(cè)功率器件切換至所定義的工作模式；低側(cè)電磁干擾與效率平衡裝置包括低側(cè)采樣電路、低側(cè)模式設(shè)定電路和低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；低側(cè)采樣電路的輸入端與低側(cè)功率器件相連接，采集獲得低側(cè)功率器件的平均功率，并通過其輸出端輸送至低側(cè)模式設(shè)定電路；低側(cè)模式設(shè)定電路由其輸入端接收低側(cè)功率器件的平均功率，與預(yù)設(shè)比較閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)設(shè)低側(cè)功率器件各個(gè)工作模式，定義低側(cè)功率器件的工作模式，并通過其輸出端發(fā)送至低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與低側(cè)功率器件相連接，低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路通過其輸入端接收所定義低側(cè)功率器件的工作模式，并結(jié)合所接收的低側(cè)輸入信號(hào)，通過其輸出端向低側(cè)功率器件發(fā)送控制命令，控制低側(cè)功率器件切換至所定義的工作模式；高側(cè)功率器件與半橋驅(qū)動(dòng)電路功率電源的正極相連接，同時(shí)，高側(cè)采樣電路的采樣基準(zhǔn)參考點(diǎn)與低側(cè)功率器件相連接作為半橋驅(qū)動(dòng)電路的輸出端；低側(cè)采樣電路的采樣基準(zhǔn)參考點(diǎn)與半橋驅(qū)動(dòng)電路功率電源的負(fù)極相連接。
[0006]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述高側(cè)功率器件為高側(cè)MOS管功率器件，所述低側(cè)功率器件為低側(cè)MOS管功率器件；其中，高側(cè)電磁干擾與效率平衡裝置中:高側(cè)采樣電路的輸入端與高側(cè)MOS管功率器件的源極相連接，采集獲得高側(cè)MOS管功率器件的平均功率，并通過其輸出端輸送至高側(cè)模式設(shè)定電路；高側(cè)模式設(shè)定電路由其輸入端接收高側(cè)MOS管功率器件的平均功率，與預(yù)設(shè)比較閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)設(shè)高側(cè)MOS管功率器件各個(gè)工作模式，定義高側(cè)MOS管功率器件的工作模式，并通過其輸出端發(fā)送至高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與高側(cè)MOS管功率器件的柵極相連接，高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路通過其輸入端接收所定義高側(cè)MOS管功率器件的工作模式，并結(jié)合所接收的高側(cè)輸入信號(hào)，通過其輸出端向高側(cè)MOS管功率器件發(fā)送控制命令，控制高側(cè)MOS管功率器件切換至所定義的工作模式；低側(cè)電磁干擾與效率平衡裝置中:低側(cè)采樣電路的輸入端與低側(cè)MOS管功率器件的源極相連接，采集獲得低側(cè)MOS管功率器件的平均功率，并通過其輸出端輸送至低側(cè)模式設(shè)定電路；低側(cè)模式設(shè)定電路由其輸入端接收低側(cè)MOS管功率器件的平均功率，與預(yù)設(shè)比較閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)設(shè)低側(cè)MOS管功率器件各個(gè)工作模式，定義低側(cè)MOS管功率器件的工作模式，并通過其輸出端發(fā)送至低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與低側(cè)MOS管功率器件的柵極相連接，低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路通過其輸入端接收所定義低側(cè)MOS管功率器件的工作模式，并結(jié)合所接收的低側(cè)輸入信號(hào)，通過其輸出端向低側(cè)MOS管功率器件發(fā)送控制命令，控制低側(cè)MOS管功率器件切換至所定義的工作模式；高側(cè)MOS管功率器件的漏極與半橋驅(qū)動(dòng)電路功率電源的正極相連接，同時(shí)，高側(cè)采樣電路的采樣基準(zhǔn)參考點(diǎn)與低側(cè)MOS管功率器件的漏極相連接作為半橋驅(qū)動(dòng)電路的輸出端；低側(cè)采樣電路的采樣基準(zhǔn)參考點(diǎn)與半橋驅(qū)動(dòng)電路功率電源的負(fù)極相連接。
[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述高側(cè)采樣電路結(jié)構(gòu)與所述低側(cè)采樣電路結(jié)構(gòu)相同，所述低側(cè)采樣電路包括電流采樣電阻RU電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5和電容Cl，其中，電流采樣電阻Rl的一端作為低側(cè)采樣電路的輸入端，與所述低側(cè)MOS管功率器件的源極相連接；且電流采樣電阻Rl的該端與電阻R2的一端相連接，電阻R2的另一端分別與電阻R4的一端、電阻R3的一端、電阻R5的一端相連接；電阻R4的另一端連接電源；電阻R5的另一端作為低側(cè)采樣電路的輸出端，且電阻R5的該端與電容Cl的一端相連接，電容Cl的另一端、電阻R3的另一端、電流采樣電阻Rl的另一端三者相連，并接地。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述采集獲得高側(cè)MOS管功率器件的平均功率和所述采集獲得低側(cè)MOS管功率器件的平均功率中，所述預(yù)設(shè)參數(shù)為電流量或者電壓量。
[0009]本發(fā)明如上所述一種半橋驅(qū)動(dòng)電路的電磁干擾與效率動(dòng)態(tài)平衡裝置，采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明設(shè)計(jì)一種半橋驅(qū)動(dòng)電路的電磁干擾與效率動(dòng)態(tài)平衡裝置，基于全新的電路設(shè)計(jì)架構(gòu)，分別針對(duì)高側(cè)MOS管功率器件和低側(cè)MOS管功率器件，通過針對(duì)功率器件預(yù)設(shè)參數(shù)的檢測(cè)，獲得功率器件的平均功率，并根據(jù)該平均功率與預(yù)設(shè)比較閾值之間的比較，定義功率器件的工作模式，最后，通過驅(qū)動(dòng)電路針對(duì)功率器件的工作模式進(jìn)行切換，用以動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)功率器件電磁干擾與效率的平衡。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)半橋驅(qū)動(dòng)電路的電磁干擾與效率動(dòng)態(tài)平衡裝置的上位功能模塊圖；
圖2是本發(fā)明設(shè)計(jì)半橋驅(qū)動(dòng)電路的電磁干擾與效率動(dòng)態(tài)平衡裝置的功能模塊圖；
圖3是本發(fā)明設(shè)計(jì)中低側(cè)采樣電路的實(shí)施例及工作波形圖；
圖4是本發(fā)明設(shè)計(jì)中低側(cè)模式設(shè)定電路的示意圖；
圖5是本發(fā)明設(shè)計(jì)中低側(cè)模式設(shè)定電路的工作示意圖；
圖6是本發(fā)明設(shè)計(jì)中低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]
下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0012]如圖1和圖2所示，本發(fā)明所設(shè)計(jì)一種半橋驅(qū)動(dòng)電路的電磁干擾(EMI)與效率動(dòng)態(tài)平衡裝置，在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中，包括高側(cè)電磁干擾(EMI)與效率平衡裝置和低側(cè)電磁干擾(EMI)與效率平衡裝置，高側(cè)電磁干擾(EMI)與效率平衡裝置用于平衡高側(cè)MOS管功率器件Ml的電磁干擾(EMI)與效率，低側(cè)電磁干擾(EMI)與效率平衡裝置用于平衡低側(cè)MOS管功率器件M2的電磁干擾(EMI)與效率；其中，高側(cè)電磁干擾(EMI)與效率平衡裝置包括高側(cè)采樣電路、高側(cè)模式設(shè)定電路和高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；高側(cè)采樣電路的輸入端與高側(cè)MOS管功率器件Ml的源極相連接，采集獲得高側(cè)MOS管功率器件Ml的平均功率，并通過其輸出端輸送至高側(cè)模式設(shè)定電路；高側(cè)模式設(shè)定電路由其輸入端接收高側(cè)MOS管功率器件Ml的平均功率，與預(yù)設(shè)比較閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)設(shè)高側(cè)MOS管功率器件Ml各個(gè)工作模式，定義高側(cè)MOS管功率器件Ml的工作模式，并通過其輸出端發(fā)送至高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與高側(cè)MOS管功率器件Ml的柵極相連接，高側(cè)驅(qū)動(dòng)電路通過其輸入端接收所定義高側(cè)MOS管功率器件Ml的工作模式，并結(jié)合所接收的高側(cè)輸入信號(hào)HIN，通過其輸出端向高側(cè)MOS管功率器件Ml發(fā)送控制命令，控制高側(cè)MOS管功率器件Ml切換至所定義的工作模式；低側(cè)電磁干擾(EMI)與效率平衡裝置包括低側(cè)采樣電路、低側(cè)模式設(shè)定電路和低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；低側(cè)采樣電路的輸入端與低側(cè)MOS管功率器件M2的源極相連接，采集獲得低側(cè)MOS管功率器件M2的平均功率，并通過其輸出端輸送至低側(cè)模式設(shè)定電路；低側(cè)模式設(shè)定電路由其輸入端接收低側(cè)MOS管功率器件M2的平均功率，與預(yù)設(shè)比較閾值進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)設(shè)低側(cè)MOS管功率器件M2各個(gè)工作模式，定義低側(cè)MOS管功率器件M2的工作模式，并通過其輸出端發(fā)送至低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與低側(cè)MOS管功率器件M2的柵極相連接，低側(cè)驅(qū)動(dòng)電路通過其輸入端接收所定義低側(cè)MOS管功率器件M2的工作模式，并結(jié)合所接收的低側(cè)輸入信號(hào)LIN，通過其輸出端向低側(cè)MOS管功率器件M2發(fā)送控制命令，控制低側(cè)MOS管功率器件M2切換至所定義的工作模式；高側(cè)MOS管功率器件Ml的漏極