一种适用于三电平变流器用IGBT驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于三电平变流器用IGBT驱动电路，包括电源隔离变换单元以及依次串接的信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、信号逻辑处理单元、软关断实现单元、推挽放大输出单元，电源隔离变换单元分别与输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、信号逻辑处理单元、软关断实现单元、推挽放大输出单元相连。信号输入及状态反馈单元接收来自微机控制器的PWM控制信号，PWM控制信号经过光耦隔离单元输入到信号逻辑处理单元，信号逻辑处理单元在发生故障时封锁PWM控制信号，确保了IGBT的可靠运行；本实用新型专利技术采用分立元件控制功率器件IGBT的开关，减少了IGBT关断应力，降低了IGBT的关断损耗。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种适用于三电平变流器用IGBT驱动电路，包括电源隔离变换单元以及依次串接的信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、信号逻辑处理单元、软关断实现单元、推挽放大输出单元，电源隔离变换单元分别与输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、信号逻辑处理单元、软关断实现单元、推挽放大输出单元相连。信号输入及状态反馈单元接收来自微机控制器的PWM控制信号，PWM控制信号经过光耦隔离单元输入到信号逻辑处理单元，信号逻辑处理单元在发生故障时封锁PWM控制信号，确保了IGBT的可靠运行；本技术采用分立元件控制功率器件IGBT的开关，减少了IGBT关断应力，降低了IGBT的关断损耗。【专利说明】—种适用于三电平变流器用IGBT驱动电路
本技术涉及电力电子领域，特别涉及一种适用于三电平变流器用IGBT驱动电路。
技术介绍
逆变器在工业和日常生活应用日益广泛，三电平变流器作为逆变器的一种，其具有能够实现中高压目标、改善输出电压波形、降低输出谐波及开关损耗、提高电源效率的优点。 三电平变流器相对于两电平变流器，其功率组件主回路的结构复杂、寄生电感多，控制运行回路多，同等条件下选择的IGBT承受电压应力比两电平要低，因此对驱动系统也提出了更高的要求，IGBT驱动既要能实现对IGBT器件的快速导通和可靠关断，还要求能降低IGBT器件的运行损耗，抑制IGBT开通和关断过程中的过电压，并能对驱动电源欠压、IGBT出现过流或短路时作出保护动作。目前的IGBT驱动一般是在IGBT出现上述错误时才会开通软关断电路或降栅压进行IGBT关断，是被动地抑制IGBT关断过电压，存在一定的时间延迟，有时存在保护IGBT不及时的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术公开了一种能够主动抑制IGBT关断过电压并且工作稳定可靠的适用于三电平变流器用IGBT驱动电路。 本技术解决上述问题的技术方案是:一种适用于三电平变流器用IGBT驱动电路，包括电源隔离变换单元、信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、信号逻辑处理单元、软关断实现单元及推挽放大输出单元，所述信号逻辑处理单元包括第一逻辑处理单元、电压检测单元和短路或过流检测单元，所述信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、第一逻辑处理单元、软关断实现单元及推挽放大输出单元依次串接，所述电压检测单元的输入端与电源隔离变换单元相连，输出端与第一逻辑处理单元相连，电压检测单元检测电源隔离变换单元的电压，并将电压信号送入第一逻辑处理单元，所述短路或过流检测单元的输入端连接被测IGBT的集电极和发射极，其输出端与第一逻辑处理单元相连，短路或过流检测单元采集被测IGBT集电极和发射极之间的电压并将采集到的此电压信号送入第一逻辑处理单元，所述电源隔离变换单元分别与输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、第一逻辑处理单元、软关断实现单元、推挽放大输出单元、短路或过流检测单元相连，所述信号输入及状态反馈单元接收来自微机控制器发出的PWM控制信号，PWM控制信号经过光耦隔离单元输入到第一逻辑处理单元，若第一逻辑处理单元没有检测到驱动电源欠压、驱动IGBT发生过流或短路故障时，PWM控制信号经第一逻辑处理单元正常输出到软关断实现单元，软关断实现单元输出信号再通过推挽放大输出单元形成IGBT栅极功率驱动信号；当第一逻辑处理单元检测到驱动电源欠压或驱动IGBT发生过流或短路故障时，第一逻辑处理单元封锁PWM控制信号，软关断实现单元关断IGBT，第一逻辑处理单元将驱动的电源欠压信号或IGBT的过流、短路信号经过光耦隔离单元送入信号输入及状态反馈单元，由信号输入及状态反馈单元反馈给微机控制器。 上述适用于三电平变流器用IGBT驱动电路中，所述信号输入与状态反馈单元包括光纤接收器、第二逻辑处理单元和光纤发送器，第二逻辑处理单元分别与光纤接收器、光纤发送器相连，所述光纤接收器接收来自微机控制器的PWM信号并送入第二逻辑处理单元，第二逻辑处理单元将此控制信号经光耦隔离单元输送到第一逻辑处理单元，当第一逻辑处理单元检测到驱动电源欠压信号或驱动IGBT过流、短路信号时，第一逻辑处理单元将驱动的电源欠压信号或IGBT的过流、短路信号经过光耦隔离单元送入第二逻辑处理单元，由光纤发送器发送给微机控制器。 上述适用于三电平变流器用IGBT驱动电路中，所述短路或过流检测单元包括电压调整电路、比较器和隔离电路，电压调整电路的输入端连接被测IGBT的集电极和发射极，电压调整电路、比较器、隔离电路依次串接，隔离电路的输出端与第一逻辑处理单元相连。 本技术的有益效果在于: 1、本技术包括依次连接的信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、信号逻辑处理单元、软关断实现单元及推挽放大输出单元，信号输入及状态反馈单元接收来自微机控制器发出的PWM控制信号，PWM控制信号经过光耦隔离单元输入到第一逻辑处理单元，若第一逻辑处理单元没有检测到驱动电源欠压、驱动IGBT发生过流或短路故障时，PWM控制信号经第一逻辑处理单元正常输出到软关断实现单元，每个PWM信号关断时都实现软关断，主动抑制了 IGBT关断过电压的产生，减少了 IGBT关断应力，降低了开关损耗；当第一逻辑处理单元检测到驱动电源欠压或驱动IGBT发生过流或短路故障时，第一逻辑处理单元封锁PWM控制信号，第一逻辑处理单元将驱动的状态信号经过光耦隔离单元送入信号输入及状态反馈单元，由信号输入及状态反馈单元反馈给微机控制器，进一步确保了 IGBT的可靠运行； 2.本技术与微机控制器之间通过光纤收发器实现相互通讯，信号传输距离远，能够实现微机控制器与主电路的电气隔离，而驱动上PWM信号、逻辑处理信号在不同的电压间采用多级光耦加以隔离，可以对信号进行隔离滤波，提高了信号的可靠性和抗干扰性； 3本技术在每个脉冲关断时都能进行软关断，能主动抑制IGBT关断过电压的产生，减少了 IGBT关断应力，降低了 IGBT的关断损耗； 4.本技术的信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、信号逻辑处理单元、软关断实现单元及推挽放大输出单元等均由分立器件组成，具有信号输入输出延迟小、参数易于调整、调试维修方便、成本低、灵活性高。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的结构框图。 图2为图1中的短路或过流检测单元电路图。 图3为图1中的信号逻辑处理单元电路图。 图4为图1中的软关断实现单元及推挽放大输出单元电路图。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。 如图1所示，本技术包括电源隔离变换单元、信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、信号逻辑处理单元1、软关断实现单元及推挽放大输出单元，所述信号逻辑处理单元I包括第一逻辑处理单元、电压检测单元和短路或过流检测单元，所述信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、第一逻辑处理单元、软关断实现单元及推挽放大输出单元依次串接，所述电压检测单元的输入端与电源隔离变换单元相连，输出端与第一逻辑处理单元相连，电压检测单元检测电源隔离变换单元的电压，并将电压信号送入第一逻辑处理单元，所述短路或过流检测单元的输入端连接被测IGBT的集电极和发射极，其输出端与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于三电平变流器用IGBT驱动电路，其特征在于：包括电源隔离变换单元、信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、信号逻辑处理单元、软关断实现单元及推挽放大输出单元，所述信号逻辑处理单元包括第一逻辑处理单元、电压检测单元和短路或过流检测单元，所述信号输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、第一逻辑处理单元、软关断实现单元及推挽放大输出单元依次串接，所述电压检测单元的输入端与电源隔离变换单元相连，输出端与第一逻辑处理单元相连，电压检测单元检测电源隔离变换单元的电压，并将电压信号送入第一逻辑处理单元，所述短路或过流检测单元的输入端连接被测IGBT的集电极和发射极，其输出端与第一逻辑处理单元相连，短路或过流检测单元采集被测IGBT集电极和发射极之间的电压并将采集到的此电压信号送入第一逻辑处理单元，所述电源隔离变换单元分别与输入及状态反馈单元、光耦隔离单元、第一逻辑处理单元、软关断实现单元、推挽放大输出单元、短路或过流检测单元相连，所述信号输入及状态反馈单元接收来自微机控制器发出的PWM控制信号，PWM控制信号经过光耦隔离单元输入到第一逻辑处理单元，若第一逻辑处理单元没有检测到驱动电源欠压、驱动IGBT发生过流或短路故障时，PWM控制信号经第一逻辑处理单元正常输出到软关断实现单元，软关断实现单元输出信号再通过推挽放大输出单元形成IGBT栅极功率驱动信号；当第一逻辑处理单元检测到驱动电源欠压或驱动IGBT发生过流或短路故障时，第一逻辑处理单元封锁PWM控制信号，软关断实现单元关断IGBT，第一逻辑处理单元将驱动的电源欠压信号或IGBT的过流、短路信号经过光耦隔离单元送入信号输入及状态反馈单元，由信号输入及状态反馈单元反馈给微机控制器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鸿蔚，周志华，蔡罗强，张静萌，黄洁萍，
申请(专利权)人：湘潭电机股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43