IGBT驱动电路制造技术

本发明专利技术提供了一种IGBT驱动电路，包括光耦芯片和功率放大电路；所述光耦芯片包括隔离放大单元和故障保护单元；故障保护单元包括去饱和模块和故障反馈模块；所述去饱和模块，用于在检测到IGBT的集电极的电位过高或者IGBT的集电极的电位变化过快时向故障反馈模块发送警示信号所述；故障反馈模块，用于在接收到警示信号后向外部控制器发送故障控制信号，从而控制外部控制器输出的外部驱动信号使得隔离放大单元输出控制IGBT关断的IGBT驱动信号。本发明专利技术所述的IGBT驱动电路采用光耦芯片来进行IGBT驱动，并具有对IGBT过压、过流、短路等故障检测的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及IGBT驱动领域，尤其涉及一种IGBT驱动电路。
技术介绍
IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）是新型的复 合器件，它既有易驱动的特点，又具有管电压、电流容量大等优点。IGBT的工作频率在几十 kHz频率范围内，因此在较高频率的大、中功率电力电子设备用中占据了主要的应用地位。 IGBT驱动电路是IGBT和DSP(digitalsignalprocessing，数字信号处理）芯片 之间的接口电路，其功能是将来自数字信号处理器的控制信号转换成具有足够功率的驱动 信号，来实现IGBT安全的开通与关断，为处理器和IGBT之间提供电气隔离，为了在系统出 现故障时IGBT得到正确和有效的保护，IGBT驱动电路还需要提供相应的过流、过压、短路 等故障保护功能。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种IGBT驱动电路，以解决现有技术中不能实现 IGBT安全的开通与关断，为处理器和IGBT之间提供电气隔离，以及不能提供IGBT过流、过 压、短路等故障保护功能的问题。 为了达到上述目的，本专利技术提供了一种IGBT驱动电路，包括光耦芯片和功率放大 电路；所述光耦芯片包括隔离放大单元和故障保护单元；所述故障保护单元包括去饱和模 块和故障反馈模块； 所述隔离放大单元，用于对外部控制器输入的外部驱动信号进行光电隔离并放大 而得到IGBT驱动信号； 所述功率放大电路，用于对所述IGBT驱动信号进行功率放大，将功率放大后的 IGBT驱动信号输出至IGBT的栅极； 所述去饱和模块，用于在检测到所述IGBT的集电极的电位过高或者所述IGBT的 集电极的电位变化过快时向所述故障反馈模块发送警示信号； 所述故障反馈模块，用于在接收到所述警示信号后向所述外部控制器发送故障控 制信号，从而控制所述外部控制器输出的外部驱动信号使得所述隔离放大单元输出控制所 述IGBT关断的IGBT驱动信号。 实施时，所述故障保护单元还包括：电压钳位模块，用于当检测到所述IGBT的集 电极的电位过高或者所述IGBT的集电极的电位变化过快时，向所述故障反馈模块发送警 示信号或者控制对所述IGBT的集电极的电位进行钳位。 实施时，所述功率放大电路包括推挽功率放大单元。 实施时，所述推挽功率放大单元包括： 第一晶体管，栅极接入所述IGBT驱动信号，第一极接入第一电压，第二极与所述 IGBT的栅极连接；以及， 第二晶体管，栅极接入所述IGBT驱动信号，第一极接入第二电压，第二极与所述 IGBT的栅极连接。 实施时，所述推挽功率放大单元还包括： 第一电阻，连接于所述第一晶体管的栅极和所述第一晶体管的第二极之间；以及， 第一电容，连接于所述第二晶体管的栅极和所述第二晶体管的第一极之间； 所述功率放大电路还包括： 第二电阻，连接于所述光耦芯片的IGBT驱动信号输出端和所述第一晶体管的栅 极之间； 第三电阻，连接于所述第一晶体管的第二极与所述IGBT的栅极之间； 第四电阻，连接于所述第二晶体管的第一极和所述第二晶体管的第二极之间； 稳压单元，连接于所述IGBT的栅极和地端之间，用于对功率放大后的IGBT驱动信 号进行稳压；以及， 第一滤波单元，连接于所述IGBT的栅极和地端之间，用于对功率放大后的IGBT驱 动信号进行滤波。 实施时，所述稳压单元包括： 第一稳压二极管，阴极与所述IGBT的栅极连接；以及， 第二稳压二极管，阳极与所述第一稳压二极管的阳极连接，阴极接地。 实施时，所述第一滤波单元包括：相互并联的第五电阻和第二电容； 所述第五电阻的第一端与所述IGBT的栅极连接，所述第五电阻的第二端与地端 连接； 所述IGBT的发射极与地端连接。 实施时，所述光耦芯片的型号为FOD8332。 实施时，本专利技术所述的IGBT驱动电路还包括：集电极电位检测单元，与所述IGBT 的集电极连接，还通过所述光耦芯片的DESAT引脚与所述去饱和模块连接； 所述去饱和模块通过所述集电极电位检测单元检测所述IGBT的集电极的电位是 否过高，所述IGBT的集电极的电位变化是否过快； 当所述光耦芯片包括的去饱和模块检测到所述IGBT的集电极的电位过高或者所 述IGBT的集电极的电位变化过快时，所述光耦芯片包括的故障反馈模块通过引脚 向所述外部控制器发送所述故障控制信号。 实施时，所述集电极电位检测单元包括： 第三电容，第一端与所述光耦芯片的VE引脚连接，第二端与所述光耦芯片的 DESAT引脚连接； 第六电阻，第一端与所述第三电容的第一端连接； 第一二极管，阳极与所述第六电阻的第二端连接，阴极与所述IGBT的集电极连 接；以及， 第三稳压二极管，阴极与所述光耦芯片的VE引脚连接，阳极与地端连接。 实施时，当所述光耦芯片的VDD端接入的电压小于预定电压时，所述光耦芯片停 止工作。 实施时，本专利技术所述的IGBT驱动电路还包括： 第四电容，第一端与所述光耦芯片的VCLAMP引脚连接，第二端与所述光耦芯片的 VDD引脚连接；以及， 第二滤波单元，连接于所述光耦芯片的VDD引脚和所述光耦芯片的VE引脚之间。 实施时，所述第二滤波单元包括相互并联的第五电容和第七电阻。 实施时，所述光耦芯片通过VLED-引脚接入所述外部控制器输入的外部驱动信 号，所述光耦芯片通过VO引脚输出所述IGBT驱动信号。 与现有技术相比，本专利技术所述的IGBT驱动电路采用光耦芯片来进行IGBT驱动，可 以对外部控制器输入的外部驱动信号进行光电隔离、放大而得到IGBT驱动信号，对该IGBT 驱动信号进行功率放大后输出至IGBT的栅极从而驱动IGBT，并且具有对IGBT过压、过流、 短路等故障检测的功能。【附图说明】 图1是本专利技术实施例所述的IGBT驱动电路的结构框图； 图2A是本专利技术所述的IGBT驱动电路的功率放大电路包括的推挽功率放大单元的 一实施例的电路图； 图2B是本专利技术所述的IGBT驱动电路的功率放大电路包括的推挽功率放大单元的 另一实施例的电路图； 图2C是本专利技术所述的IGBT驱动电路包括的功率放大电路的一实施例的电路图； 图2D是本专利技术所述的IGBT驱动电路包括的功率放大电路的另一实施例的电路 图； 图3A是本专利技术所述的IGBT的驱动电路的一具体实施例的电路图；、 图3B是+5V电源和地端GND之间的连接电路图； 图3C是输出高电压VCC的高电压输出端和输出低电压VEE当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT驱动电路，其特征在于，包括光耦芯片和功率放大电路；所述光耦芯片包括隔离放大单元和故障保护单元；所述故障保护单元包括去饱和模块和故障反馈模块；所述隔离放大单元，用于对外部控制器输入的外部驱动信号进行光电隔离并放大而得到IGBT驱动信号；所述功率放大电路，用于对所述IGBT驱动信号进行功率放大，将功率放大后的IGBT驱动信号输出至IGBT的栅极；所述去饱和模块，用于在检测到所述IGBT的集电极的电位过高或者所述IGBT的集电极的电位变化过快时向所述故障反馈模块发送警示信号；所述故障反馈模块，用于在接收到所述警示信号后向所述外部控制器发送故障控制信号，从而控制所述外部控制器输出的外部驱动信号使得所述隔离放大单元输出控制所述IGBT关断的IGBT驱动信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王青猛，韩晓艳，
申请(专利权)人：北京京东方能源科技有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11