[發(fā)明專利]一種新型IGBT驅(qū)動保護(hù)電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010216963.7
• 申請日: 2010-06-23
• 公開（公告）號: CN101882860A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王松;乜連波;郭榮生;吳建華;劉超
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)威海分校
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02H7/20;H02H3/08;H02H3/24
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1.一種新型IGBT驅(qū)動保護(hù)電路，主要包括：

一個用于提供工作電壓的電源(VCCA)；

一個電壓基準(zhǔn)單元(VCCB)，通過電源(VCCA)的電壓、電阻(R10)、電容(C5)、穩(wěn)壓管(Z2)產(chǎn)生，其用于絕緣柵雙極晶體管(IGBT)提供關(guān)斷所需的負(fù)的柵極電壓；

一個用于控制負(fù)載通斷的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)；

一個控制脈沖輸入電路，用于提供脈沖信號給光耦(P1)；

光耦(P1)，主要用來實現(xiàn)控制電路和主電路的電氣隔離，其輸入端連接來自控制系統(tǒng)的控制脈沖輸入電路的脈沖信號，輸出端相當(dāng)于一個OC門，輸出的電壓用于控制晶體管(Q1)和晶體管(Q2)的通斷；

初級放大電路，主要包括晶體管(Q2)，用于對控制絕緣柵雙極晶體管(IGBT)開通和關(guān)斷所需要的柵極脈沖進(jìn)行初級功率放大，其輸入端與光耦(P1)的輸出端連接，其輸出端與上升下降時間可調(diào)電路的同相輸入端相連；

Vce監(jiān)測保護(hù)電路，主要由電阻(R5)、二極管(D1、D4、D5)、穩(wěn)壓管(Z1)組成，用于對IGBT進(jìn)行過流保護(hù)；其中，二極管(D1)為快恢復(fù)、反向擊穿電壓高的二極管，二極管(D1)的陰極接絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的集電極，陽極經(jīng)電阻(R5、R4)與晶體管(Q1)的集電極連接，穩(wěn)壓管(Z1)的陰極接電阻(R4)，陽極接二極管(D4)的陽極，二極管(D4)的陰極接二極管(D5)的陰極，二極管(D5)的陽極接晶體管(Q7)的發(fā)射極；

故障軟關(guān)斷電路，主要由電阻(R8、R7)、二極管(D2)、電容(C4)組成，用于在絕緣柵雙極晶體管(IGBT)發(fā)生過流或電源電壓欠壓時對絕緣柵雙極晶體管(IGBT)進(jìn)行緩慢關(guān)斷防止過快關(guān)斷而在絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的集電極產(chǎn)生大的噪聲；其中，二極管(D2)的陽極經(jīng)電阻(R9)連接電源(VCCA)，陰極經(jīng)電阻(R7)連接晶體管(Q3)的集電極，電容(C4)一端經(jīng)電阻(R7)連接晶體管(Q3)的集電極，另一端接地；其特征在于還包括一個欠壓保護(hù)單元，用于在電源電壓降低到設(shè)定值時封鎖驅(qū)動保護(hù)電路的輸出，該部分主要由電阻(R18、R19、R20、R21)、二極管(Z5)、晶體管(Q7)組成，其中二極管(Z5)的陽極接電阻(R19)，陰極接地，電阻(R18)一端接電源(VCCA)，另一端接晶體管(Q7)的發(fā)射極，電阻(R19)一端接電源(VCCA)，另一端接晶體管(Q7)的基極，二極管(Z5)陽極接地，陰極經(jīng)電阻(R20)接晶體管(Q7)的基極，電阻(R19)和穩(wěn)壓管(Z5)上的壓降控制晶體管(Q7)的開通和關(guān)斷；所述的驅(qū)動保護(hù)電路還包括一個上升下降時間可調(diào)電路，用來調(diào)節(jié)絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的導(dǎo)通的上升時間T_r和關(guān)斷的下降時間T_f，其中一輸入端連接來自初級放大電路的輸出，另一輸入端連接晶體管(Q3)的集電極，輸出端連接絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的柵極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型IGBT驅(qū)動保護(hù)電路，其特征在于所述的上升下降時間可調(diào)電路主要包括一個驅(qū)動芯片(P2)，驅(qū)動芯片(P2)反相輸入端接晶體管(Q2)的OC輸出端，反相輸出端與MOSFET器件(Q4)的柵極、電容(C6)的一端和穩(wěn)壓管(Z3)的陰極相連接，MOSFET器件(Q4)的源極連接到電源(VCCA)，MOSFET器件(Q4)的漏極與二極管(D3)的陽極和電阻(R13)的一端相連接；電阻(R13)的另一端與二極管(D3)的陰極和電阻(R14)的一端相連接，輸出信號OUT加在絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的柵極，穩(wěn)壓管(Z3)的陽極與電容(C6)的另一端、電阻(R15)的一端和MOSFET器件(Q5)的柵極相連接；MOSFET器件(Q5)的漏極與電阻(R14)的另一端連接，MOSFET器件(Q5)的源極與電阻(R17)的一端和MOSFET器件(Q6)的漏極相連接；晶體管(Q3)的輸出ERR與電阻(R12)相連，電阻(R12)的另一端連接到驅(qū)動片(P2)的同相輸入端，驅(qū)動芯片(P2)的同相輸出端與穩(wěn)壓管(Z4)的陰極和電容(C7)的一端相連，穩(wěn)壓管(Z4)的陽極與電容(C7)的另一端、電阻(R16)的一端和MOSFET器件(Q6)的柵極相連接，電阻(R15)的另一端、電阻(R16)的另一端、電阻(R17)的另一端和MOSFET器件(Q5)的源極相連接，共同連接到零電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型IGBT驅(qū)動保護(hù)電路，其特征在于所述的控制脈沖輸入電路包括晶體管(Q8)和電阻(R22)，電阻(R22)的一端接光耦(P1)的CATHODE輸入端，另一端接晶體管(Q8)的集電極，輸入控制脈沖(PWMS)接晶體管(Q8)的基極，用來控制晶體管(Q8)的導(dǎo)通和關(guān)斷。