一种基于双向晶闸管的恒流驱动电路的制作方法

1.本发明涉及晶闸管驱动电路技术领域，尤其涉及一种基于双向晶闸管的恒流驱动电路。


背景技术：

2.双向晶闸管常应用于工业、交通、家用电器等领域，实现交流调压、屯动机调速、交流开关、路灯自动开启与关闭、温度控制、台灯调光等多种功能；还可以用于固态继电器和固态接触器电路中。
3.因为双向晶闸管一般是用在交流电路中，现有的普通电流源电路中mos管的vds变化将引起电流的变化，使得双向晶闸管的门极驱动电流变小，导致双向晶闸管的导通条件被破坏；所以需要设计恒流驱动电路，使得输入双向晶闸管的门极驱动电流随负载电压的变化保持恒定。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明所采用的技术方案是：一种基于双向晶闸管的恒流驱动电路包括：电流镜电路、比较电路、电流调节电路和电流采样电路，电流镜电路、电流调节电路和电流采样电路与比较电路电性连接，通过比较电路控制电流调节电路的mos管vgs的变化，从而控制电流采样电路的mos管vds的变化，使双向晶闸管的控制端电流等于恒流源i1电流的n倍，使双向晶闸管的导通条件稳定，不受双向晶闸管工作端电压变化影响，n为mos管放大系数，可以调节n的大小，实现双向晶闸管控制端电流的动态调节。
5.进一步的，电流镜电路包括：恒流源i1、mos管m1、m2，m1和m2栅极连接，m1的栅极与源极连接。
6.进一步的，比较电路包括：mos管m7、m8和运放op1，m7和m8的漏极分别与op1的正和负输入端连接，m7和m8的栅极和漏极连接，m7的源极和m1的源极与恒流源i1两端连接。
7.进一步的，电流调节电路包括mos管m3和m4，m3和m4的栅极均与op1的输出端连接，m3和m4的漏极与m1和m2的漏极连接。
8.进一步的，电流采样电路包括mos管m5、m6，m5和m6的栅极公共端与m6的源极连接，m5和m6的漏极分别与m3和m4的源极连接，m5的源极与op1的负极连接。
9.本发明的有益效果：1、通过mos管和运放组合电路实现双向晶闸管的控制端电流恒定且驱动电流可以通过mos管放大系数进行调整，电路结构简单，兼容性强，使双向晶闸管的导通条件不受双向晶闸管两端工作电压的影响。
附图说明
10.图1是双向晶闸管应用电路示意图；图2是本发明的恒流驱动电路图；
图2中，1、电流镜电路；2、比较电路；3、电流调节电路；4、电流采样电路。
具体实施方式
11.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
12.如图1为双向晶闸管应用电路示意图，虚线框为双向晶闸管恒流驱动芯片，双向晶闸管应用电路采用非隔离降压结构，220v ac 50hz电源经过限流电路和二极管整流桥后直接整流降压，生成
±
5v直流电压为恒流驱动芯片供电；过零检测电路检测220v 50hz ac输入的过零点，生成
±
5v脉冲信号；再通过vi转换电路将电压脉冲信号转换为电流信号来驱动双向晶闸管的门极，通过门极电压的变化实现对交流负载的控制。
13.双向晶闸管恒流驱动芯片的vi转换电路需要输出大于2ms的恒定电流才能保证双向晶闸管的正常带通，2ms的脉冲宽度有脉冲生成电路产生，但由于220v 50hz ac电压周期20ms，在过零点附近2ms左右时间电压变化在10v左右，普通的电流源电路中mos管的vds变化，将引起电流的变化，使得双向晶闸管的门极驱动电流变小，导致双向晶闸管的导通条件被破坏。
14.如图2，一种基于双向晶闸管的恒流驱动电路包括：电流镜电路1、比较电路2、电流调节电路3和电流采样电路4，电流镜电路1、电流调节电路3和电流采样电路4与比较电路2电性连接，通过比较电路2控制电流调节电路3的mos管vgs的变化，从而控制电流采样电路4的mos管vds的变化，使双向晶闸管的控制端电流等于恒流源i1电流的n倍，不受双向晶闸管工作端电压变化而变化。
15.电流镜电路1包括：恒流源i1、mos管m1、m2，m1和m2栅极连接，m1的栅极与源极连接，恒流源i1的下端与m7、m8的源极连接。
16.比较电路2包括：mos管m7、m8和运放op1，m7和m8的漏极分别与op1的正和负输入端连接，m7和m8的栅极和漏极连接，m7、m8的源极和m1的源极与恒流源i1的两端连接。
17.电流调节电路3包括mos管m3和m4，m3和m4的栅极均与op1的输出端连接，m3和m4的漏极与m1和m2的漏极连接，m3和m4的源极与m5和m6的漏极连接。
18.电流采样电路4包括mos管m5、m6，m5和m6的栅极公共端与m6的源极连接，m5和m6的漏极分别与m3和m4的源极连接，m5的源极与op1的负极连接，m6的源极与双向晶闸管的控制端连接。
19.电路工作原理：电路中i1是一路参考电流源，可由基准电流源产生或外部恒流源提供，v1模拟双向晶闸管工作电压变化；m1和m2组成1:1电流镜，使i2电流复制i1电流；电流i2流过m7，产生a点电压va；m6放大系数为m5的n倍，输出电流iout与通过m6与m5组成的电流镜进行1/n的电流采样，产生电流i3；电流i3流过m8，产生b点电压vb；m7与m8具备相同的放大系数，op1的两个输入端分别接va和vb，op1的输出端为m3、m4提供栅极电压；m4放大系数为m3的n倍，m4与m6放大系数相同。
20.当v1变化引起iout变化时，i3将随iout的变化等比例变化，使得vb电压发生变化，由于op1两个输入端虚短，va与vb强制相等，vb变化将引起op1输出电压vd的变化，vd电压施加在m3、m4的栅极，引起m3、m4的vgs变化，从而使e点电压ve变化，调节m6的vds，使iout反向
变化，从而调节vb；由于m7、m8具备相同放大系数，且va和vb相等，因此i2与i3强制相等，iout是i3的n倍，i1，i2，i3均相等，因此iout是i1的n倍，只要i1为恒定电流，iout将是i1的n倍，并且不受v1工作电压变化的影响。
21.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。


技术特征：
1.一种基于双向晶闸管的恒流驱动电路，其特征在于，包括：电流镜电路、比较电路、电流调节电路和电流采样电路，电流镜电路、电流调节电路和电流采样电路与比较电路电性连接，通过比较电路控制电流调节电路的mos管vgs的变化，从而控制电流采样电路的mos管vds的变化，使双向晶闸管的控制端电流等于恒流源电流的n倍，使双向晶闸管的导通条件稳定。2.根据权利要求1所述的基于双向晶闸管的恒流驱动电路，其特征在于，电流镜电路包括：恒流源i1、mos管m1、m2，m1和m2栅极连接，m1的栅极与源极连接。3.根据权利要求2所述的基于双向晶闸管的恒流驱动电路，其特征在于，比较电路包括：mos管m7、m8和运放op1，m7和m8的漏极分别与op1的正和负输入端连接，m7和m8的栅极和漏极连接，m7的源极和m1的源极与恒流源i1两端连接。4.根据权利要求3所述的基于双向晶闸管的恒流驱动电路，其特征在于，电流调节电路包括mos管m3和m4，m3和m4的栅极均与op1的输出端连接，m3和m4的漏极与m1和m2的漏极连接。5.根据权利要求4所述的基于双向晶闸管的恒流驱动电路，其特征在于，电流采样电路包括mos管m5和m6，m5和m6的栅极公共端与m6的源极连接，m5和m6的漏极分别与m3和m4的源极连接，m5的源极与op1的负极连接。

技术总结
本发明涉及晶闸管驱动电路技术领域，尤其涉及一种基于双向晶闸管的恒流驱动电路，包括电流镜电路、比较电路、电流调节电路和电流采样电路，电流镜电路、电流调节电路和电流采样电路与比较电路电性连接，通过比较电路控制电流调节电路的MOS管VGS的变化，从而控制电流采样电路的MOS管VDS的变化，使双向晶闸管的控制端电流等于恒流源I1电流的N倍，不受双向晶闸管工作端电压变化影响。本发明解决双向晶闸管的门极驱动电流无法恒定，导致双向晶闸管的导通条件被破坏的问题。通条件被破坏的问题。通条件被破坏的问题。


技术研发人员：霍文俊 李飞 孙莉 郑培清 李乐
受保护的技术使用者：江苏思远集成电路与智能技术研究院有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/1