[發明專利]一種IGBT驅動電路

有效

• 申請號: 201110310794.8
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102324835A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 戴寶鋒
• 申請（專利權）人: 廣東易事特電源股份有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 譚一兵

技術領域

?本發明涉及電源控制技術領域，尤其涉及一種IGBT驅動電路。

背景技術

眾所周知，IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)在運行過程中會有導通損耗和開關損耗發生，這些功耗通常表現為熱，必須采用散熱器將這些熱量從功率器件傳導到外部環境，如果散熱器設計不當，則這些功率器件將因過熱而可能導致損壞，所以在許多應用中，IGBT的最大可輸出功率往往受到熱設計的限制。

通常，IGBT的總平均損耗P_T=Psat+Psw，其中Psat為IGBT的通態損耗，Psw為IGBT的開關損耗。

因此，減少IGBT損耗的辦法是降低IGBT?通態損耗或者開關損耗，而通態損耗一般由IGBT自身的飽和壓降Vce和流過其Ic電流決定，我們可以選擇較小飽和壓降的IGBT來降低通態損耗，但較小的飽和壓降的IGBT的抗短路電流能力卻很弱。

另一方面，因此可嘗試降低IGBT的開關損耗。而IGBT的驅動電阻Rg就是影響IGBT開關損耗的重要因素之一，Rg越小，IGBT柵極電容放電越快，開關時間越快，開關損耗就越低；相反，Rg越大，開關時間就越慢，開關損耗就越大。

然而，在另一方面，Rg較小時，IGBT開通和關斷時的di/dt（電流變化量）和dv/dt（電壓變化量）變大，影響IGBT的可靠工作，嚴重時可引起IGBT誤導通。加大Rg會增加開關損耗，但卻可以降低開關時的?dv/dt和di/dt。目前應用中，大多數采用的是折中的辦法進行改善，即采用不同的開通電阻Ron和關斷電阻Roff來實現降低開關損耗和抑制dv/dt。

如圖1所示，采用不同的Rg1和Rg2作為開通電阻和關斷電阻實現不同的開通時間和關斷時間，因IGBT的特性往往是開通時間小于關斷時間，所以一般Rg1會大于Rg2，從而增加開通時間，減小關斷時間，防止IGBT上下共同導通，Rg2的減小就會降小關斷時間，所以關斷損耗會相應降低。

但這種電路中，Rg2不能太小，否則IGBT關斷時的dv/dt會很高，必須借助于外部的多種吸收電路方能完成過電壓的抑制，不夠方便。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種能夠快速實現IGBT快速關斷，并且抑制IGBT的電壓變化量過大的IGBT驅動電路。

一種IGBT驅動電路，包括：開通電阻、關斷電阻和開關輸入電路，其中，所述關斷電阻的電阻值小于所述開通電阻的阻值；所述開關輸入電路通過所述開通電阻連接至IGBT的柵極；所述關斷電阻一端連接至IGBT的柵極。所述IGBT驅動電路還包括互相連接的過電壓檢測電路和快速關斷控制電路；所述過電壓檢測電路連接所述IGBT的集電極，檢測所述IGBT的集電極電壓；所述快速關斷控制電路連接所述關斷電阻的另一端。當所述開關輸入電路輸入導通電平時，所述快速關斷控制電路控制所述關斷電阻的另一端斷開連接；當所述開關輸入電路輸入關斷電平時，所述快速關斷控制電路控制所述關斷電阻的另一端接地；當所述過電壓檢測電路檢測的所述IGBT的集電極電壓高于預設值時，所述快速關斷控制電路控制所述關斷電阻的另一端斷開連接。

一種IGBT驅動電路，包括：開通電阻、關斷電阻和開關輸入電路，其中，所述關斷電阻的電阻值小于所述開通電阻的阻值；所述開關輸入電路通過所述開通電阻連接至IGBT的柵極；所述關斷電阻一端連接至IGBT的柵極。所述IGBT驅動電路還包括互相連接的過電壓檢測電路和快速關斷控制電路；所述過電壓檢測電路連接所述IGBT的集電極，檢測所述IGBT的集電極電壓；所述快速關斷控制電路連接所述關斷電阻的另一端。所述快速關斷控制電路包括：NPN三極管和N型場效晶體管、第一電阻、第二電阻、第一二極管和第二二極管；所述NPN三極管的基極依次通過所述第一二極管的陰極、陽極、第一電阻和所述開通電阻連接所述IGBT的柵極，所述NPN三極管的發射極接地，其集電極依次通過所述第二二極管的陽極、陰極連接所述N型場效晶體管的柵極；所述第二二極管的陽極通過第二電阻連接電源；所述N型場效晶體管的漏極通過所述關斷電阻連接所述IGBT的柵極，所述N型場效晶體管的源極接地。所述過電壓檢測電路包括：比較器、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第三二極管。所述比較器的反相端連接基準電壓，所述比較器的同相端通過第三電阻連接所述IGBT的集電極，并通過第四電阻接地，所述比較器的輸出端依次通過所述第三二極管的陽極、陰極連接至所述NPN三極管的基極；所述第三二極管的陽極通過第五電阻連接電源。