阅读说明：本技术 一种双隔离功放电路 (Double-isolation power amplifier circuit ) 是由 凌健 王聪霞 杜荣富 于 2020-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双隔离功放电路,包括光耦隔离电路、逻辑控制电路、H桥驱动电路、H桥电路、电源电路与过压过流保护电路；所述光耦隔离电路通过逻辑控制电路与H桥驱动电路输入端相连；所述H桥驱动电路输出端与H桥电路相连；所述电源电路分别与H桥驱动电路、H桥电路相连；所述H桥电路输出端与过压过流保护电路相连。本发明H桥电路电机正端和电机负端同时采用二极管向上续流和二极管向下续流两种续流方式,能够防止电机电压超过电源电压；在H桥电路中,采用电容电阻串联连接续流稳压,能够防止电源波动和外部磁场对电机运行指标的影响,提高了电路可靠性和电路稳定性。(The invention discloses a double-isolation power amplifier circuit, which comprises an optical coupling isolation circuit, a logic control circuit, an H bridge driving circuit, an H bridge circuit, a power circuit and an overvoltage and overcurrent protection circuit, wherein the optical coupling isolation circuit is connected with the logic control circuit; the optical coupling isolation circuit is connected with the input end of the H-bridge drive circuit through a logic control circuit; the output end of the H-bridge driving circuit is connected with the H-bridge circuit; the power circuit is respectively connected with the H-bridge drive circuit and the H-bridge circuit; and the output end of the H-bridge circuit is connected with the overvoltage and overcurrent protection circuit. According to the H-bridge circuit, the two follow current modes of diode upward follow current and diode downward follow current are adopted at the positive end and the negative end of the motor at the same time, so that the voltage of the motor can be prevented from exceeding the voltage of a power supply; in the H-bridge circuit, the capacitor resistor is connected in series to follow current and stabilize voltage, so that the influence of power supply fluctuation and an external magnetic field on the operation index of the motor can be prevented, and the reliability and the stability of the circuit are improved.)

一种双隔离功放电路

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种双隔离功放电路。

背景技术

目前导弹牵引头控制系统用电机驱动电路，一般采用输入光耦隔离，把脉宽调制信号通过电阻和一个非门电路，变为两个互补的脉宽调制信号，这两个互补的脉冲信号再去控制H桥，该电路的弊端有：

(1)工作电压范围窄；

(2)对浪涌电压的保护很小；

(3)抗干扰能力低；

(4)抗电源电压干扰能力低；

(5)对电磁兼容适应能力低；

满足不了现代军用电控系统的技术要求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种双隔离功放电路，包括光耦隔离电路、逻辑控制电路、H桥驱动电路、H桥电路、电源电路与过压过流保护电路；所述光耦隔离电路通过逻辑控制电路与H桥驱动电路输入端相连；所述H桥驱动电路输出端与H桥电路相连；所述电源电路分别与H桥驱动电路、 H桥电路相连；所述H桥电路输出端与过压过流保护电路相连。

本发明的有益效果在于：

1)输入输出之间有光耦隔离，增强了电路抗干扰能力；；

2)电路具有向上续流二极管，具有消除电机反电压能力；

3)电路具有向下续流二极管，具有消除电机反电压能力；

4)电路具有电容电阻续流稳压功能，具有消除电机反电压和电压浪涌能力；

5)电路具有过电压保护功能；

6)电路具有过电流保护功能；

7)电路具有浪涌电压保护功能；

8)电路具有防止电源干扰保护功能；

9)电路具有电源噪声保护功能；

10)电路具有使能保护功能。

附图说明

图1是本发明的系统图；

图2是逻辑控制电路的电路图；

图3是H桥驱动电路的电路图；

图4是H桥电路的电路图；

图5是过压过流保护电路的电路图；

图6是电源电路的电路图。

图中：RT1-第一限流电阻；RT2-第二限流电阻；RT3-第三限流电阻；RT4- 第四限流电阻；QT1-第一三极管；QT2-第二三极管；QT3-第三三极管；QT4-第四三极管；U0-H桥驱动电路；U1-H桥电路；U2-第一运算放大器；U3-第二运算放大器；U4-第三运算放大器；Q1-第一MOS管；Q2-第二MOS管；Q3-第三MOS 管；Q4-第四MOS管；Q5-第五MOS管；Q6-第六MOS管；Q7-第七MOS管；Q8-第八MOS管；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；R11-第十一电阻；R12-第十二电阻；R13-第十三电阻；R14-第十四电阻； R15-第十五电阻；R16-第十六电阻；R17-第十七电阻；R18-第十八电阻；R19- 第十九电阻；R20-第二十电阻；R21-第二十一电阻；R22-第二十二电阻；R23- 第二十三电阻；R24-第二十四电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容； C4-第四电容；C5-第五电容；C6-第六电容；C7-第七电容；C8-第八电容；C9- 第九电容；D1-第一二极管；D2-第二二极管；D3-第三二极管；D4-第四二极管； D5-第五二极管；D6-第六二极管；D7-第七二极管；D8-第八二极管；D9-第九二极管；D10-第十二极管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如附图1所示，本发明一种双隔离功放电路，包括光耦隔离电路、逻辑控制电路、H桥驱动电路、H桥电路、电源电路与过压过流保护电路；所述光耦隔离电路通过逻辑控制电路与H桥驱动电路输入端相连；所述H桥驱动电路输出端与H桥电路相连；所述电源电路分别与H桥驱动电路、H桥电路相连；所述H 桥电路输出端与过压过流保护电路相连。

具体的，所述逻辑控制电路包括第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻、第四限流电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一防反灌电源电路、第二防反灌电源电路、第三防反灌电源电路与第四防反灌电源电路；

光耦隔离电路第一输出端通过第一限流电阻接第一三极管基极；光耦隔离电路第二输出端通过第二限流电阻接第二三极管基极；第二三极管集电极通过第三限流电阻接第三二极管基极；光耦隔离电路第二输出端通过第四限流电阻接第四三极管基极；光耦隔离电路第二输出端接H桥驱动电路第三输入端；第一三极管集电极接第一防反灌电源电路第一输出端、第二防反灌电源电路第一输出端、第二防反灌电源电路第一输出端、第四限流电阻远离第四二级管基极的一端；第二三极管集电极接第一防反灌电源电路第二输出端、第二防反灌电源电路第二输出端、第三电阻远离第三三极管基极的一端；

第一防反灌电源电路第三输出端接H桥驱动电路第一输入端；第二防反灌电源电路第三输出端接H桥驱动电路第一输入端；第三防反灌电源电路第三输出端接H桥驱动电路第三输入端；第四防反灌电源电路第三输出端接H桥驱动电路第四输入端。

所述第一防反灌电源电路、第二防反灌电源电路、第三防反灌电源电路与第四防反灌电源电路均包括+5V低压直流电源、分压电阻与两个二极管；+5V低压直流电源通过分压电阻与两个二极管的正极相连。

具体的，所述H桥驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管与第四MOS管；电源电路输出端通过第一电阻接第一MOS管栅极、隔离放大电路输出端；电源电路输出端通过第二电阻接第二MOS管栅极、隔离放大电路输出端；电源电路输出端通过第七电阻接第三MOS管栅极、隔离放大电路输出端；电源电路输出端通过第八电阻接第四MOS管栅极、隔离放大电路输出端；电源电路输出端通过第三电阻接第一MOS管源极、H桥电路的第一输入端；电源电路输出端通过第四电阻接第二MOS管源极、H桥电路的第二输入端；电源电路输出端通过第五电阻接第三MOS管源极、H桥电路的第三输入端；电源电路输出端通过第六电阻接第四MOS管栅极；第一MOS管、第二MOS管、第三 MOS管与第四MOS管的漏极接地。

具体的，所述H桥电路包括第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八 MOS管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容；H桥电路的第一输入端通过第九电阻接第五 MOS管栅极；H桥电路的第二输入端通过第十电阻接第六MOS管栅极；H桥电路的第三输入端通过第十一电阻接第七MOS管栅极；H桥电路的第四输入端通过第十二电阻接第八MOS管栅极；电源电路的输出端接第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管的源极和第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管的负极以及第十三电阻的第一端、第二电容的第一端、第十五电阻的第一端、第四电容的第一端；第十三电阻的第二端通过第一电容接第五MOS管的漏极、第一二极管正极、第十七电阻第一端、H桥电路的第一输出端；第二电容的第二端通过第二电容接第六MOS管的漏极、第二二极管正极、第十八电阻第一端、H桥电路的第一输出端；第十五电阻的第二端通过第三电容接第七MOS 管的漏极、第三二极管正极、第五二极管负极、H桥电路的第二输出端；第四电容的第二端通过第四电容接第七MOS管的漏极、第三二极管正极、第六二极管正极、H桥电路的第二输出端；第五二极管正极接第十七电阻第二端；第六二极管负极接第十八电阻第二端。

H桥电路中，二极管向上续流的作用是防止负载电压高于电源电压，二极管向下续流的作用是防止负载电压低于电源大地电压。电容电阻续流稳压电路能够防止负载电压出现瞬间尖峰电压，同时防止负载电压高于电源电压和低于电源大地电压。

具体的，所述过压过流保护电路包括第九MOS管、第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器第七二极管、第八二极管、第九二极管、+5V直流电源电路、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻与第二十四电阻；+5V 直流电源电路包括+5V直流电源、第十九电阻、第二十电阻；+5V直流电源与第十九电阻第一端相连；第十九电阻第二端接+5V直流电源电路输出端与第二十电阻第一端；第二十电阻的第二端接地；H桥电路的输出端与第九MOS管源极相连； +5V直流电源通过第二十三电阻与第九MOS管栅极、第七二极管正极、第八二极管正极、第九二极管正极相连；第九MOS管漏极与第一运算放大器反向输入端相连；第一运算放大器同向输入端接+5V直流电源电路的输出端；第一运算放大器的输出端接第七二极管负极；第二运算放大器的输出端接第八二极管负极；第三运算放大器的输出端接第九二极管负极；+5V直流电源电路的输出端接第二运算放大器的反向输入端、第三运算放大器的同向输入端；+5V直流电源通过第二十四电阻接第二运算放大器的同向输入端、第二十一电阻第一端；第二十一电阻第二端接第三运算放大器的反向输入端、第二十二电阻的第一端；第二十二电阻的第二端接地。

过电压保护电路能够在电源电压大于规定电压时，让负载处于使能状态。过电压保护电路由两个比较器和若干个电阻组成；过电流保护电路能够在负载电流大于规定电流时，让负载处于使能状态。过电流保护电路由一个比较器和一个与门电路组成。

具体的，所述电源电路包括输入电源、电源反接保护电路、浪涌电压保护电路与电源噪声保护电路；电源反接保护电路包括第十二极管；浪涌电压保护电路包括第一直流电源、第五电容、第六电容、TVS管与电感；电源噪声保护电路包括第七电容、第八电容与第九电容；输入电源通过第十二极管接第五电容第二端、第六电容第一端、第九电容第二端、TVS管第一端、电感第一端；第二直流电源接电感第二端；TVS管第二端接地；直流电源输出端接第五电容第一端；第六电容第二端、第七电容第一端、第八电容第一端接地；第七电容第二端、电容第二端接第九电容第一端。

浪涌电压保护电路能够在电源电压出现不规则波形电压、尖峰电压时，浪涌电压保护电路将保证H桥驱动电压平稳，浪涌电压保护电路主要由电感、双向TVS管、上拉电容和下拉电容组成。电源接反保护电路能够防止电源接反给电路带来损害。电源噪声保护电路能够防止电源噪音、环境空间电磁波对电路的损害。

具体的，所述光耦隔离电阻包括光耦芯片HCPL2630。

本发明的工作过程为：外部脉宽调制信号通过输入光耦隔离电路将信号变为A1信号，光耦隔离电路的作用是信号隔离和增加抗干扰能力。A1信号再通过一个与门和一个非门电路，把A1信号变为A2信号和B1信号。A2信号和B1信号分别送入两个MOS管驱动电路，A2信号变为HH和HL信号,B1信号变为LH 和LL信号，其中HH信号和HL信号相位相反，LH和LL信号相位相反。

工作过程为：外部脉宽调制信号通过输入光耦电路把信号变为A1信号，光耦电路的作用是信号隔离和增加抗干扰能力；A1信号再通过一个与门和一个非门电路，把A1信号变为A2信号和B1信号；A2信号和B1信号分别送入两个MOS 管驱动电路，A2信号变为HH和HL信号，B1信号变为LH和LL信号，其中HH 信号和HL信号相位相反，LH和LL信号相位相反。

电机在运行过程中会出现反压，电机电压就会超过电源电压，H桥电路电机正端和电机负端同时采用二极管向上续流和二极管向下续流两种续流方式，能够防止电机电压超过电源电压；在H桥电路中，采用电容电阻串联连接续流稳压，能够防止电源波动和外部磁场对电机运行指标的影响。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

H桥电路电机正端和电机负端同时采用二极管向上续流和二极管向下续流两种续流方式，能够防止电机电压超过电源电压；在H桥电路中，采用电容电阻串联连接续流稳压，能够防止电源波动和外部磁场对电机运行指标的影响。

在本发明电路中，电路中设置过压过流保护电路与浪涌电压保护电路，提高了电路可靠性和电路稳定性；电源噪声保护电路提高了电源噪声抗干扰能力，本发明设置有电源接反电路，能够防止电源接反；本发明设置电机使能电路，有利于处理电机异常工作情况。

本发明的优点为：

1)输入输出之间有光耦隔离，增强了电路抗干扰能力；；

2)电路具有向上续流二极管，具有消除电机反电压能力；

3)电路具有向下续流二极管，具有消除电机反电压能力；

4)电路具有电容电阻续流稳压功能，具有消除电机反电压和电压浪涌能力；

5)电路具有过电压保护功能；

6)电路具有过电流保护功能；

7)电路具有浪涌电压保护功能；

8)电路具有防止电源干扰保护功能；

9)电路具有电源噪声保护功能；

10)电路具有使能保护功能。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。