专利名称：一种死区控制驱动信号的发生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用在家用电器、大功率焊接设备、大功率开关电源等功率变换电路中的死区控制驱动信号的发生装置，尤其涉及一种用在由变频驱动或金属氧化物半导体场效应晶体管组成的半桥式或全桥式功率电路中作为死区控制驱动信号的发生装置。
2、背景技术一般由变频驱动IGBT(IGBT--Insulated Gate Bipolar Transistor)或金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor FieldEffect Transistor)组成的半桥式或全桥式功率电路，通常需要将频率可变的输入信号(标准方波)转变成具有死区控制的两路或四路输出信号(方波)。现有技术方案中，一般是通过设置专用芯片来解决这一问题，该种芯片的技术一般掌握在发达国家的手中，成本较高且使电路设计灵活性较差。也有用高频变压器来实现这一功能的，但其体积较大，控制复杂，低频适应性差，设计灵活性也不高。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种能够将频率可变的输入信号(标准方波)转变成具有死区控制的两路或四路输出信号(方波)的死区控制驱动信号的发生装置。本实用新型简单实用、灵活可靠、成本低廉、且低频适应性优异。
本实用新型原理图如图1、2所示，包括有输入调理电路(1)、比较处理电路(2)，输入调理电路(1)的输入端与产生频率可变信号电路的输出端IN连接，其输出端与比较处理电路(2)的输入端连接，比较处理电路(2)的输出端与功率电路(3)的输入端连接。
上述功率电路(3)可为半桥式功率电路或全桥式功率电路。
上述输入调理电路(1)包括有电阻R3、R4、电容C1，电阻R3与电阻R4串联在产生频率可变信号电路的输出端IN及比较处理电路(2)之间，电容C1一端连接在电阻R3、R4之间，另一端接地。
上述比较处理电路(2)包括有由比较器U1、U2及电阻R5、R6、R7组成的分压网络电路，比较器U1的正输入端2及比较器U2的负输入端3与输入调理电路(1)的电阻R4连接，比较器U1的负输入端1连接在电阻R5与R6之间，比较器U2的正输入端4连接在电阻R6与R7之间，电阻R5、R6、R7串联在产生频率可变信号电路的输出端IN及接地之间。
上述产生频率可变信号电路的输出端IN与电阻R5之间还连接有电阻R1，产生频率可变信号电路的输出端IN与电阻R7之间还连接有电阻R2。
上述电阻R1与电阻R5之间还连接有电容E1，电容E1的另一端接地。
上述U1、U2输出端之间串联有电阻R8、R9。
本实用新型的有益效果是1、本实用新型仅由若干电阻、电容及两个比较器组成。该电路具有简单实用、灵活可靠、成本低廉、以及优异的低频适应性等特性。
2、本实用新型通过调整输入调理电路中的R3、C1、R4或者比较处理电路中分压电阻R5、R6、R7的参数，都可以实现对输出驱动信号的死区时间调整。
图1为本实用新型的原理框图；图2为本实用新型的电路原理图；图3是本实用新型用于调频电磁炉中的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型的原理框图如图1所示，包括有输入调理电路(1)、比较处理电路(2)，输入调理电路(1)的输入端与产生频率可变信号电路的输出端IN连接，其输出端与比较处理电路(2)的输入端连接，比较处理电路(2)的输出端与功率电路(3)的输入端连接。上述功率电路(3)可为半桥式功率电路或全桥式功率电路。
本实用新型的电路原理图如图2所示，上述输入调理电路(1)包括有电阻R3、R4、电容C1，电阻R3与电阻R4串联在产生频率可变信号电路的输出端IN及比较处理电路(2)之间，电容C1一端连接在电阻R3、R4之间，另一端接地。通过调整R3、C1、R4的参数，可改变微积分网络的时间常数，以改变输出驱动信号的死区时间的长短。
上述比较处理电路(2)包括有由比较器U1、U2及电阻R5、R6、R7组成的分压网络电路，比较器U1的正输入端2及比较器U2的负输入端3与输入调理电路(1)的电阻R4连接，比较器U1的负输入端1连接在电阻R5与R6之间，比较器U2的正输入端4连接在电阻R6与R7之间，电阻R5、R6、R7串联在产生频率可变信号电路的输出端IN及接地之间。通过调整电阻R5、R6、R7的参数来改变比较器U1、U2的比较参考电压，也可以改变输出驱动信号的死区时间的长短。
上述产生频率可变信号电路的输出端IN与电阻R5之间还连接有电阻R1，产生频率可变信号电路的输出端IN与电阻R7之间还连接有电阻R2。电阻R1、R2的作用在保证产生频率可变信号电路的输出端IN浮空时，输出端IN端的电压介于比较器U1、U2的参考电压之间，即高于U2的“+”端电压，低于U1的“-”端电压，由此可保证OUT1和OUT2两路输出信号均为低电平信号，保证IGBT(IGBT--Insulated Gate Bipolar Transistor)或金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET处于安全关断状态。
为稳定比较器U1、U2的参考电压，上述电阻R1与电阻R5之间还连接有电容E1，电容E1的另一端接地。
此外，根据比较器U1、U2的类型，上述U1、U2输出端之间还可串联有电阻R8、R9。电阻R8、R9串联在U1、U2输出端之间，为上拉电压，在U1、U2采用集电极开路或漏极开路型输出式的比较器时，如LM339、LM393时，为必须的元件，若U1、U2采用推挽输出式的比较器时，如TLC3704时，则R8、R9可以取消。
本实用新型用于调频电磁炉中的电路原理图如图3所示，其用在电磁炉时，R1＝R2＝100kΩ、R3＝R4＝1kΩ、R5＝R7＝1kΩ、R6＝2kΩ、C1＝2200pF，考虑器件参数误差，两路输出方波信号的死区控制时间为3us±10％。
IN端输入波形通常是标准方波，通过由R3、R4、C1组成的微积分和输入调理电路，可以将输入的标准方波转化为近似梯形波。通过由比较器U1、U2及R5、R6、R7组成的比较处理电路及R8、R9组成的输出电路，在比较器U1的输出端OUT1及在比较器U2的输出端OUT2将产生具有死区控制的两路输出方波信号。
本实用新型用于电磁炉的工作过程中，IN端为频率可变的输入方波信号，通过本实用新型的电路后，生成具有死区控制的两路输出方波信号，再经电磁炉的驱动电路U3控制IGBT1、IGBT2、L1、C7、C8组成的半桥式功率电路，即可实现在L1上产生高频交变强磁场，利用电磁感应效应，从而在铁质锅具(未图示)上产生热效应。
权利要求1.一种死区控制驱动信号的发生装置，其特征在于包括有输入调理电路(1)、比较处理电路(2)，输入调理电路(1)的输入端与产生频率可变信号电路的输出端IN连接，其输出端与比较处理电路(2)的输入端连接，比较处理电路(2)的输出端与功率电路(3)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的死区控制驱动信号的发生装置，其特征在于上述功率电路(3)可为半桥式功率电路或全桥式功率电路。
3.根据权利要求1所述的死区控制驱动信号的发生装置，其特征在于上述输入调理电路(1)包括有电阻R3、R4、电容C1，电阻R3与电阻R4串联在产生频率可变信号电路的输出端IN及比较处理电路(2)之间，电容C1一端连接在电阻R3、R4之间，另一端接地。
4.根据权利要求1所述的死区控制驱动信号的发生装置，其特征在于上述比较处理电路(2)包括有由比较器U1、U2及电阻R5、R6、R7组成的分压网络电路，比较器U1的正输入端2及比较器U2的负输入端3与输入调理电路(1)的电阻R4连接，比较器U1的负输入端1连接在电阻R5与R6之间，比较器U2的正输入端4连接在电阻R6与R7之间，电阻R5、R6、R7串联在产生频率可变信号电路的输出端IN及接地之间。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的死区控制驱动信号的发生装置，其特征在于上述产生频率可变信号电路的输出端IN与电阻R5之间还连接有电阻R1，产生频率可变信号电路的输出端IN与电阻R7之间还连接有电阻R2。
6.根据权利要求5所述的死区控制驱动信号的发生装置，其特征在于上述电阻R1与电阻R5之间还连接有电容E1，电容E1的另一端接地。
7.根据权利要求6所述的死区控制驱动信号的发生装置，其特征在于上述U1、U2输出端之间串联有电阻R8、R9。
专利摘要本实用新型是一种用在家用电器、大功率焊接设备、大功率开关电源等功率变换电路中的死区控制驱动信号的发生装置。包括有输入调理电路(1)、比较处理电路(2)，输入调理电路(1)的输入端与产生频率可变信号电路的输出端IN连接，其输出端与比较处理电路(2)的输入端连接，比较处理电路(2)的输出端与功率电路(3)的输入端连接。本实用新型仅由若干电阻、电容及两个比较器组成。该电路具有简单实用、灵活可靠、成本低廉、以及优异的低频适应性等特性。本实用新型通过调整输入调理电路中的电阻、电容或者比较处理电路中分压电阻的参数，都可以实现对输出驱动信号的死区时间调整。本实用新型简单实用、灵活可靠、成本低廉、且低频适应性优异。
文档编号H02M1/08GK2702525SQ20042004705
公开日2005年5月25日 申请日期2004年6月16日 优先权日2004年6月16日
发明者毛宏建, 徐旻, 陈石军 申请人:美的集团有限公司