一种大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路，包括供电电路、隔离电源产生电路、至少四路相互隔离的IGBT驱动电路以及故障反馈电路，供电电路包括直插牛角插座和三端稳压器芯片；隔离电源产生电路包括开关电源芯片以及至少两个独立的隔离变压器；IGBT驱动电路包括第一逻辑芯片和隔离光耦；故障反馈电路包括第二逻辑芯片和开关二极管，第二逻辑芯片和开关二极管对所有的电平信号完成“或”操作，当任何一路IGBT驱动电路输出电平信号，则故障反馈电路输出故障信号反馈至直插牛角插座的一个引脚上。本发明专利技术只需要提供+15V电路即可产生4路完全隔离的电源电路，该驱动可以直接驱动一个三电平IGBT模组，而且输出电流比较大，驱动能力强劲。驱动能力强劲。驱动能力强劲。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路


[0001]本专利技术涉及模拟电路
，具体涉及一种大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的快速发展，由于绝缘栅双极晶体管(Insulated GateBipolar Transistor IGBT)具有高电压、大电流、易于驱动，工作频率广等优点，得到广泛应用。
[0003]IGBT作为高电压,大功率的换能器件,具有输入阻抗大,导通压降小、驱动电路相对简单等优点,作为大功率的换能转换器件,也受到了越来越多的关注。而IGBT的价格相对较高,又工作在高压,大功率的环境中,易损坏,所以IGBT的驱动电路设计中要做到对IGBT充分的保护功能,所以越来越多的研究IGBT 驱动电路的研究被大家重视。
[0004]在IGBT的使用中，对IGBT的保护最为关键，这主要是因为IGBT器件本身较为昂贵，同时IGBT的损坏对设备的正常运行产生严重影响。与此同时， IGBT在功率变换及变频调速中起到核心作用，并且其应用场合多变、使用环境恶略，对IGBT的保护显得尤为重要。其中IGBT过流故障为IGBT最为常见的故障之一，IGBT发生过流故障如果不进行快速处理，会造成IGBT永久损坏，造成严重经济损失和后果。
[0005]IGBT的驱动电路是IGBT与控制电路之间的接口，实现对控制信号的隔离、放大和保护，驱动电路对IGBT的正常工作及其保护起着非常重要的作用，对IGBT的通态电压、开关、开关损耗、承受短路能力有不同的程度的影响，因此，驱动电路设计对IGBT的动态和静态性能都有重要的影响。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路。
[0007]本专利技术公开了一种大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路，包括供电电路、隔离电源产生电路、至少四路相互隔离的IGBT驱动电路以及故障反馈电路；
[0008]所述供电电路包括直插牛角插座和三端稳压器芯片，外部电源依次通过所述直插牛角插座和所述三端稳压器芯片后，输出+5v电源，PWM信号分别通过所述直插牛角插座的不同引脚对应控制不同所述IGBT驱动电路；
[0009]所述隔离电源产生电路包括开关电源芯片以及至少两个独立的隔离变压器，所述开关电源芯片的电源引脚与外部电源连接，输出引脚与所述隔离变压器的一引脚连接，且所述开关电源芯片上还连接有用于配置输出频率的电源软启电路，所述隔离变压器的另一引脚与外部电源连接，使得所述隔离变压器产生两组隔离的直流高频电源；
[0010]所述IGBT驱动电路包括第一逻辑芯片和隔离光耦，所述隔离变压器产生的直流高频电源与所述隔离光耦连接，所述PWM信号通过所述第一逻辑芯片反向后输入到所述隔离
光耦的阴极，所述隔离光耦的阳极与所述+5v电源连接，所述隔离光耦的信号输出脚与输出推免放大电路连接；
[0011]至少四路相互隔离的所述IGBT驱动电路用于驱动外管的所述IGBT驱动电路还包括VCE检测电路，所述VCE检测电路连接所述隔离光耦的DESAT 引脚，当所述DESAT引脚超过内部6.5V，则所述隔离光耦的Fault引脚从高组态变为逻辑低，并输出电平信号；
[0012]所述故障反馈电路包括第二逻辑芯片和开关二极管，所述第二逻辑芯片和所述开关二极管对所有的所述电平信号完成“或”操作，当任何一路所述 IGBT驱动电路输出所述电平信号，则所述故障反馈电路输出故障信号反馈至所述直插牛角插座的一个引脚上。
[0013]优选的是，所述直插牛角插座和所述三端稳压器芯片之间设有第一滤波电路，所述第一滤波电路包括并联设置的四个电容，所述四个电容包括两个点解电容C128、C129和两个陶瓷电容C34、C124。
[0014]优选的是，所述外部电源输入所述开关电源芯片之间设有第二滤波电路，所述第二滤波电路包括陶瓷电容C101、C103、C35、C119、C120和电阻R1；
[0015]其中，并联设置的所述陶瓷电容C101、C103一端连接所述外部电源，另一端接地；并联设置的所述陶瓷电容C35、C119、C120一端连接所述电阻R1 一端，另一端接地，所述电阻R1的另一端连接所述外部电源且所述电阻R1 与所述陶瓷电容C35、C119、C120连接一端还连接所述开关电源芯片。
[0016]优选的是，所述电源软启电路包括电阻R163、R162、二极管D64和电容 C36，所述电阻R163、R162、二极管D64一端均连接所述开关电源芯片的引脚，所述电阻R163另一端接地，所述电阻R162和所述二极管D64另一端均通过所述电容C36接地。
[0017]优选的是，所述开关电源芯片的LO引脚通过门级电阻连接MOS管Q22，驱动输出低电平，HO引脚通过门级电阻连接MOS管Q21，驱动输出高电平；所述开关电源芯片的输出引脚通过二极管D2与所述外部电源连接，通过电容 C33连接所述开关电源芯片的VB引脚，且所述电容C33和所述VB引脚之间通过电阻R154和二极管D63与所述外部电源连接。
[0018]优选的是，所述隔离变压器产生的直流高频电源与所述隔离光耦之间还设有整流稳压电路，所述整流稳压电路包括二极管D44、D45、电容C1、C2、 C74和C75；
[0019]其中，所述二极管D44、D45的中点连接所述隔离变压器的副边输出，所述电容C1、C74并联，C2、C75并联，且所述隔离变压器的另一副边输出均与所述电容C1、C2、C74和C75的一端连接，所述电容C1、C74的另一端与所述隔离光耦的VDD1引脚连接，所述电容C2、C75的另一端与所述隔离光耦的VEE1引脚连接。
[0020]优选的是，所述隔离光耦和所述整流稳压电路之间设有第三滤波电路，所述第三滤波电路包括C28、C60、C61；
[0021]其中，所述电容C28、C60、C61并联设置分别连接所述隔离光耦的VDD1 引脚和VEE1引脚。
[0022]优选的是，所述VCE检测电路包括电阻R98、R129、R133，二极管D31、 D35、D43、D27；
[0023]其中，所述隔离光耦的DESAT引脚依次通过所述电阻R98、R129、所述二极管D31、D35与IGBT_AC1连接，所述隔离光耦的VDD1引脚与所述电阻R133一端连接，所述电阻R133分别连接所述电阻R98、R129以及并联设置的所述二极管D43、D27的一端，所述二极管D43、D27的另一端连接IGBT_ AE1。
[0024]优选的是，所述推免放大电路包括电阻R144、R145、R151和三极管Q7、Q12；
[0025]其中，所述隔离光耦的信号输出脚分别连接所述电阻R144、R145、R151 一端，所述电阻R144、R145的另一端均连接所述三级管Q7、Q12的基极和所述隔离光耦的VDD1引脚，所述电阻R151与所述三级管Q12的基极和集电极并联设置且与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路，其特征在于，包括供电电路、隔离电源产生电路、至少四路相互隔离的IGBT驱动电路以及故障反馈电路；所述供电电路包括直插牛角插座和三端稳压器芯片，外部电源依次通过所述直插牛角插座和所述三端稳压器芯片后，输出+5v电源，PWM信号分别通过所述直插牛角插座的不同引脚对应控制不同所述IGBT驱动电路；所述隔离电源产生电路包括开关电源芯片以及至少两个独立的隔离变压器，所述开关电源芯片的电源引脚与外部电源连接，输出引脚与所述隔离变压器的一引脚连接，且所述开关电源芯片上还连接有用于配置输出频率的电源软启电路，所述隔离变压器的另一引脚与外部电源连接，使得所述隔离变压器产生两组隔离的直流高频电源；所述IGBT驱动电路包括第一逻辑芯片和隔离光耦，所述隔离变压器产生的直流高频电源与所述隔离光耦连接，所述PWM信号通过所述第一逻辑芯片反向后输入到所述隔离光耦的阴极，所述隔离光耦的阳极与所述+5v电源连接，所述隔离光耦的信号输出脚与输出推免放大电路连接；至少四路相互隔离的所述IGBT驱动电路用于驱动外管的所述IGBT驱动电路还包括VCE检测电路，所述VCE检测电路连接所述隔离光耦的DESAT引脚，当所述DESAT引脚超过内部6.5V，则所述隔离光耦的Fault引脚从高组态变为逻辑低，并输出电平信号；所述故障反馈电路包括第二逻辑芯片和开关二极管，所述第二逻辑芯片和所述开关二极管对所有的所述电平信号完成“或”操作，当任何一路所述IGBT驱动电路输出所述电平信号，则所述故障反馈电路输出故障信号反馈至所述直插牛角插座的一个引脚上。2.如权利要求1所述的大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路，其特征在于，所述直插牛角插座和所述三端稳压器芯片之间设有第一滤波电路，所述第一滤波电路包括并联设置的四个电容，所述四个电容包括两个点解电容C128、C129和两个陶瓷电容C34、C124。3.如权利要求1所述的大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路，其特征在于，所述外部电源输入所述开关电源芯片之间设有第二滤波电路，所述第二滤波电路包括陶瓷电容C101、C103、C35、C119、C120和电阻R1；其中，并联设置的所述陶瓷电容C101、C103一端连接所述外部电源，另一端接地；并联设置的所述陶瓷电容C35、C119、C120一端连接所述电阻R1一端，另一端接地，所述电阻R1的另一端连接所述外部电源且所述电阻R1与所述陶瓷电容C35、C119、C120连接一端还连接所述开关电源芯片。4.如权利要求3所述的大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路，其特征在于，所述电源软启电路包括电阻R163、R162、二极管D64和电容C36，所述电阻R163、R162、二极管D64一端均连接所述开关电源芯片的引脚，所述电阻R163另一端接地，所述电阻R162和所述二极管D64另一端均通过所述电容C36接地。5.如权利要求4所述的大功率多通道带保护的多电平IGBT驱动电路，其特征在于，所述开关电源芯片的LO引脚通过门级电阻连接MOS管Q22，驱动输出低电平，HO引脚通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昱，赵哈，梁军亮，杨凯，
申请(专利权)人：西安科湃电气有限公司，
类型：发明
国别省市：