一种基于电压比较器的自举驱动电路的制作方法

1.本实用新型可应用于电机驱动和开关电源技术领域，具体涉及一种基于电压比较器的自举驱动电路。


背景技术：

2.在电子电路中，涉及电机驱动和开关电源领域，其拓扑结构大多由数量不同的半桥逆变电路构成，而一个半桥通常由两个功率单元组成(一个功率单元可以是一个功率器件，也可以是多个功率器件并联)，即：上桥和下桥。以电机驱动应用为例，上桥和下桥的功率单元需要互补的pwm信号来驱动，下桥关断时候，上桥的地与驱动信号地不再是同一个参考地，即浮地。所以功率单元的驱动电路除了具有功率放大作用以外，最主要的目的是要求上桥具有浮地驱动，在目前大部分应用中驱动电路基本都采用专用的自举驱动ic来完成，其缺点是：成本高，驱动电流小。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为解决上述问题，本申请提出一种基于电压比较器的自举驱动电路，电路简单、成本低，且输出为图腾结构，驱动电流可根据不同应用选择输出晶体管，比较灵活。
4.为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：一种基于电压比较器的自举驱动电路，由电平转换电路、自举电路、电压比较器u1、基准电路、钳位保护电路及输出图腾电路组成，所述电平转换电路由电阻r5、电阻r1和晶体管q2组成，所述电阻r5的一端与输入端连接另一端与晶体管q2的栅极连接，所述晶体管q2的源极接地、漏极连接至电阻r1的一端，所述电阻r1的另一端连接至hvcc；所述基准电路由电阻r4和电阻r6串联构成分压器组成，所述分压器输出端连接至电压比较器u1的“输入正”；所述钳位保护电路由二极管 d2、电阻r2组成，所述二极管d2的正极连接hgnd，负极连接电压比较器u1 的“输入负”，电阻r2一端连接晶体管q2的漏极，另一端经过二极管d2负极作为电压比较器u1的输入；所述输出图腾电路由电阻r3、三极管q1、三极管q3 组成，所述电阻r3的一端连接电压比较器u1的输出，另一端连接三极管q1与三极管q3的基极，所述三极管q1的集电极与hvcc连接，所述三极管q3的集电极与hgnd连接，所述三极管q1与三极管q3的发射极互相连接作为输出。
5.进一步的：所述基准电路、钳位保护电路为电压比较器u1的附属电路。
6.进一步的：所述输入信号端的信号由mcu发出。
7.进一步的：所述自举驱动电路的系统电源为vcc。
8.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
9.一种基于电压比较器的自举驱动电路，由电平转换电路、自举电路、电压比较器u1、基准电路、钳位保护电路及输出图腾电路组成。使用电压比较器u1 和晶体管q2以及较少的附属元件(二极管、三极管、电阻)组成自举驱动电路以代替专用集成电路，电路参数调整灵活，如更换不同耐压和不同电流的晶体管可以调整电路的工作电压和驱动电流，使用
分立元件搭建的电路降低了成本。
附图说明
10.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1为本实用新型的整体电路图。
具体实施方式
12.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但所举实施例只作为对本实用新型的说明，不作为对本实用新型的限定。
13.如图1所示的一种基于电压比较器的自举驱动电路，由电平转换电路、自举电路、电压比较器u1、基准电路、钳位保护电路及输出图腾电路组成，其中基准电路、钳位保护电路为电压比较器u1的附属电路，所述电平转换电路由电阻r5、电阻r1和晶体管q2组成，所述电阻r5的一端与输入信号端连接，另一端与晶体管q2的栅极连接，所述晶体管q2的源极接地、漏极连接至电阻r1 的一端，所述电阻r1的另一端连接至hvcc；所述基准电路由电阻r4和电阻r6 串联构成分压器组成，所述分压器输出端连接至电压比较器u1的“输入正”；所述钳位保护电路由二极管d2、电阻r2组成，所述二极管d2的正极连接 hgnd，负极连接电压比较器u1的“输入负”，电阻r2一端连接晶体管q2的漏极，另一端经过二极管d2负极作为电压比较器u1的输入；所述输出图腾电路由电阻r3、三极管q1、三极管q3组成，所述电阻r3的一端连接电压比较器u1 的输出，另一端连接三极管q1与三极管q3的基极，所述三极管q1的集电极与hvcc连接，所述三极管q3的集电极与hgnd连接，所述三极管q1与三极管q3的发射极互相连接作为输出。
14.vcc为系统电源，输入信号一般由mcu发出，系统应用时mcu发出上下互补的pwm信号，下桥信号通过驱动电路驱动下功率单元，当下功率单元下时， hgnd通过下桥功率管与gnd相连，vcc电流通过二极管d1向电容c2充电，经过一段时间后下功率单元导通完成，同时电容c2充电完成，下桥关断后 hgnd的电位上升，上桥开通。
15.具体工作过程
16.mcu发出上pwm为高电平时通过电阻r5施加到晶体管q2的栅极，使晶体管q2导通，晶体管q2漏极电位由高变低，该信号通过电阻r2输入至电压比较器u1的“输入负”，此时电压比较器u1的“输入负”电压大于“输入正”，电压比较器u1输出高电平，因此三极管q1基极变为高电平，三极管q1导通输出变为高电平。当pwm信号为低电平时，晶体管q2关断，晶体管q2漏极电位由低变高，此时电压比较器u1的“输入负”变为低电平，由于电压比较器u1 的“输入负”电压小于“输入正”，电压比较器u1输出低电平，因此三极管q1基极变为低电平，完成整个自举驱动过程。二极管d1作为输入负钳位用于保护电压比较器u1，防止“输入负”电压超出范围而损坏。
17.本实用新型的关键点和保护点
18.使用电压比较器u1和晶体管q2以及二极管、三极管、电阻组成自举驱动电路以代替专用集成电路，电路参数调整灵活，如更换不同耐压和不同电流的晶体管可以调整电路的工作电压和驱动电流，使用分立元件搭建的电路降低了成本。
19.本电路也可用于半桥驱动电路，电路简单、成本低、应用灵活。
20.本实用新型中未做详细描述的内容均为现有技术。
21.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述。故凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。


技术特征：
1.一种基于电压比较器的自举驱动电路，其特征在于：由电平转换电路、自举电路、电压比较器u1、基准电路、钳位保护电路及输出图腾电路组成，所述电平转换电路由电阻r5、电阻r1和晶体管q2组成，所述电阻r5的一端与输入信号端连接，另一端与晶体管q2的栅极连接，所述晶体管q2的源极接地、漏极连接至电阻r1的一端，所述电阻r1的另一端连接至hvcc；所述基准电路由电阻r4和电阻r6串联构成分压器组成，所述分压器输出端连接至电压比较器u1的“输入正”；所述钳位保护电路由二极管d2、电阻r2组成，所述二极管d2的正极连接hgnd，负极连接电压比较器u1的“输入负”，电阻r2一端连接晶体管q2的漏极，另一端经过二极管d2负极作为电压比较器u1的输入；所述输出图腾电路由电阻r3、三极管q1、三极管q3组成，所述电阻r3的一端连接电压比较器u1的输出，另一端连接三极管q1与三极管q3的基极，所述三极管q1的集电极与hvcc连接，所述三极管q3的集电极与hgnd连接，所述三极管q1与三极管q3的发射极互相连接作为输出。2.根据权利要求1所述的一种基于电压比较器的自举驱动电路，其特征在于：所述基准电路、钳位保护电路为电压比较器u1的附属电路。3.根据权利要求1所述的一种基于电压比较器的自举驱动电路，其特征在于：所述输入信号端的信号由mcu发出。4.根据权利要求1所述的一种基于电压比较器的自举驱动电路，其特征在于：所述自举驱动电路的系统电源为vcc。

技术总结
本实用新型涉及一种基于电压比较器的自举驱动电路，由电平转换电路、自举电路、电压比较器U1、基准电路、钳位保护电路及输出图腾电路组成，基准电路、钳位保护电路为电压比较器U1的附属电路。使用电压比较器U1和晶体管Q2以及较少的附属元件(二极管、三极管、电阻)组成自举驱动电路以代替专用集成电路，电路参数调整灵活，如更换不同耐压和不同电流的晶体管可以调整电路的工作电压和驱动电流，使用分立元件搭建的电路降低了成本。件搭建的电路降低了成本。件搭建的电路降低了成本。


技术研发人员：汪之文 赵明明 谢红普
受保护的技术使用者：西安海格电气技术有限公司
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/10/24