大功率IGBT驱动功率放大电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大功率ＩＧＢＴ驱动功率放大电路，包括信号变压器、滤波电路、驱动模块、信号放大电路和输出端子，信号变压器的输出端与滤波电路相连，滤波电路的输出端与驱动模块相连，驱动模块的输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端连接输出端子的输入，输出端子与ＩＧＢＴ输入端相连，实现对ＩＧＢＴ进行驱动。采用信号变压器供电，有封闭性短路保护功能，电源接通后，自检ＩＧＢＴ是否过载或短路。若过载或短路，ＩＧＢＴ的集电极电位升高，经外接二极管流入检测电路的电流增加，栅极关断电路动作，切断ＩＧＢＴ的栅极驱动信号，输出低电平“过载／短路”指示信号。结构简单，生产工期短，工作稳定可靠，保护功能齐全，故障率低，利于推广使用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于功率放大
，涉及一种大功率IGBT驱动功率放大 电路，尤其适于。
技术介绍
以M0S与双极型晶体管结合产生的绝缘栅双极型晶体管IGBT具有电压 型驱动、驱动功率小、开关速度高、饱和压降低和可耐高电压、大电流等一 系列应用上的优点，表现出良好的综合性能。并在变频器、开关电源，弧焊 电源等领域得到广泛地应用。IGBT已经逐步取代了电力晶体管GTR，并在许 多领域中逐步取代电力场效应晶体管M0SFET,而性能良好的驱动电路又是 IGBT元件安全可靠运行的重要保障。IGBT的门极驱动条件密切地关系到他的静态和动态特性。门极电路的正 偏压iiGS、负偏压-uGS和门极电阻RG的大小，对1GBT的通态电压、开关、 开关损耗、承受短路能力及du/dt电流等参数有不同程度的影响。其中门极 正电压uGS的变化对I(;BT的开通特性，负栽短路能力和diGS/cU电流有较大 的影响，而门极负偏压对关断特性的影响较大。同时，门极电路设计中也必 须注意开通特性，负我短路能力和由duGS/dt电流引起的误触发等问题。根 据上述分析，对IGBT驱动电路提出以下要求和条件(1) 由于是容性输出阻抗；因此[BGT对门极电荷集聚很敏感，驱动电路 必须可靠，要保证有一条低阻抗的放电回路。(2) 用低内阻的驱动源对门极电容充放电，以保证门及控制电压u(;S有足够陡 峭的前、后沿，使GBT的开关损耗尽量小。另外，l(;BT开通后，门极驱 动源应提供足够的功率，使IGBT不至退出饱和而损坏。(3) 门极电路中的正偏压应为+12 ~ +1 5V;负偏压应为-2V ~ -l()V。3(4) IGBT驱动电路中的电阻RG对工怍性能有较大的影响，RG较大，有利于抑 制IGBT的电流上升率及电压上升率，但会增加IGBT的开关时间和开关 损耗；RG较小，会引起电流上升率增大，使IGBT误导通或损坏。RG的具 体数据与驱动电路的结构及IG:BT的容量有关， 一般在几欧几十欧，小 容量的IGBT其RG值较大。(5) 驱动电路应具有较强的抗干扰能力及对.[GBT的自保护功能。IGBT的控制、 驱动及保护电路等应与其高速开关特性相匹配，另外，在未采取适当的防 静电措施情况下，IGBT的G E极之间不能为开路。综上所述，如采用传统的驱动电路，电路复杂、驱动能力不理想、抗千扰能力差、加工周期较长，如果只采用驱动模块只可以驱动600V/400V级的 IGBT模块，当驱动再高级的IGBT模块时已没有足够的驱动能力，因而不适用 于大功率IGBT驱动。
技术实现思路
本技术所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种大功 率IGBT驱动功率放大电路，驱动电源由信号变压器经滤波后提供给驱动模块， P丽波由M57962L驱动模块隔离放大后输出再经辅助放大电路力丈大后对IGBT 进行驱动，保证有足够的功率使IGBT模块正常运行。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的 依据本技术提供的一种大功率IGBT驱动功率放大电路，包括信号变 压器、滤波电路、驱动模块、信号放大电路和输出端子，所述的信号变压器 的输出端与滤波电路相连，滤波电路的输出端与驱动模块相连，驱动才莫块的 输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端连接输出端子的输入， 输出端子与IGBT输入端相连，实现对IGBT进行驱动。本技术解决其技术问题是采取以下技术方案进一 步实现 前述的信号变压器Tl的管脚10和管脚9分别与二^ l管VI、 V2的阳才及相连，管脚8分别与电解电容CIO的负极和电容C20的正极、电容Cll、 C21的 一端相连后接到输出端子XI的El点，变压器管脚7和管脚6分别与二极管 V3、 V4的阴极连接；二极管V1、 V2的阴极与电解电容CIO的正极、电容Cll 的另一端相连后连接到驱动模块IC1的管脚4、电阻Rl的一端及晶体管VT1 的管脚c; 二极管V3、 V4的阳极相连接并和电解电容C20的负极、电容C21 的另一端及驱动模块IC1的管脚6、稳压二极管DW1的阳极、晶体管VT2的管 脚e相连接；驱动模块IC1的13、 14脚接收DSP的信号输出，驱动模块IC1 的管脚1和稳压二极管DW1的阴极及二极管V5的阳极相连接，IC1的管脚5 和电阻R2的一端相连，驱动模块IC1的管脚8和光耦Ul的管脚2连接；光 耦Ul的管脚1和电阻Rl的另一端相连，Ul管脚3接地，Ul管脚4接DSP的 PC信号；二极管V5的阴极和输出端子XI的端口 Cl相连；电阻R2的另一端 和晶体管VT1、 VT2的b管脚连接，晶体管VT1的管脚e和VT2的管脚c连接 后接到输出端子X1的端口 Gl。前述的驱动^^莫块采用M57962L驱动;f莫块。 本技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果。 本技术由信号变压器提供+15V、 - IOV双电源供电，经滤波后传输给 M57962L驱动模块，在驱动模块内部装有2500V高隔离电压的光电耦合器，过 流保护电路和过流保护输出端子，具有封闭性短路保护功能，当电源接通后， 首先自检，检测IGBT是否过载或短路。若过载或短路，IGBT的集电极电位 升高，经外接二极管流入检测电路的电流增力o,栅极关断电路动作，切断IGBT 的栅极驱动信号，同时在"8"脚输出低电平"过载/短路"指示信号。1GBT 正常时，输出驱动信号再经驱动级功率放大后驱动IGBT。本实用型新结构简 单，生产工期短，工作稳定可靠，保护功能齐全，故障率低，有利于推广使 用。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附困说明图l是本技术的电路原理框图； 图2是本技术的电路原理图。具体实施方式以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术提供的具体实施方式、 结构、特征及其功效，详细说明如后。请参见附图说明图1~2, —种大功率IGBT驱动功率放大电路，包括信号变压器、 滤波电路、驱动模块、信号放大电路和输出端子，所述的信号变压器的输出 端与滤波电路相连，滤波电路的输出端与驱动模块相连，驱动模块的输出端 与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端连接输出端子的输入，输出端 子与IGBT输入端相连，实现对IGBT进行驱动。信号变压器T1的管脚10和管脚9分别与二极管VI、 V2的阳极相连，管 脚8分别与电解电容CIO的负极和电容C20的正极、电容Cll、 口l的一端相 连后接到输出端子XI的El点，变压器管脚7和管脚6分别与二极管V3、 V4 的阴极连接；二极管V1、 V2的阴极与电解电容CIO的正极、电容C11的另一 端相连后连接到驱动模块IC1的管脚4、电阻Rl的一端及晶体管VT1的管脚 c; 二极管V3、 V4的阳极相连接并和电解电容C20的负极、电容C21的另一 端及驱动模块IC1的管脚6、稳压二极管DW1的阳极、晶体管VH的管脚e相 连接；驱动模块IC1的13、 14脚接收DSP的信号输出，驱动模块IC1的管脚 1和稳压二极管DW1的阴极及二极管V5的阳极相连接，IC1的管脚5和电阻 R2的一端相连，驱动模块IC1的管脚8和光耦Ul的管脚2连接；光耦Ul的 管脚1和电阻R1的另一端相连，Ul管脚3接地，Ul管脚4接DSP的PC信号； 二极管V5的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率ＩＧＢＴ驱动功率放大电路，包括信号变压器、滤波电路、驱动模块、信号放大电路和输出端子，其特征在于：所述的信号变压器的输出端与滤波电路相连，滤波电路的输出端与驱动模块相连，驱动模块的输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端连接输出端子的输入，输出端子与ＩＧＢＴ输入端相连，实现对ＩＧＢＴ进行驱动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红川，
申请(专利权)人：天津华云自控股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]