[發明專利]大功率IGBT數字化智能驅動裝置

有效

• 申請號: 201210041061.3
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102594104A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王旖雯;王婷
• 申請（專利權）人: 武漢正遠鐵路電氣有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02H7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及機車牽引、新能源發電等設備上用的兆瓦級變流器上大功率IGBT驅動裝置，具體涉及大功率IGBT數字化智能驅動裝置。

背景技術

現有成熟的IGBT驅動電路大致可分為3類：

單一功能型：主要由光耦和功率緩沖器組成，在實際應用時需另加入隔離驅動電源、邏輯處理電路等，其主要適用于驅動小功率IGBT，驅動能力十分有限，如需驅動600A以上IGBT不僅需要外接更大的功率緩沖電路，而且實現起來較為困難；多功能型：除了提供直接驅動IGBT功能外，還可以提供必要的短路保護功能，不過同樣存在驅動能力有限的問題；全功能型：代表產品如CONCEPT公司的SCALE2系列驅動模塊，自帶電源欠壓保護功能和復位功能，但是這類大功率IGBT驅動還有許多缺陷，比如IGBT的米勒效應、軟關斷技術差。

發明內容

本發明的目的在于解決上述存在的問題，而提供一種制作簡單、易于實現的大功率IGBT數字化智能驅動裝置。

為實現上述目的，本發明設計的一種大功率IGBT數字化智能驅動裝置，包括DC/DC變換電路和CPLD邏輯控制模塊，還包括有源嵌位反饋模塊、退保護過流反饋模塊和兩級di/dt檢測模塊，所述DC/DC變換電路的輸出端連接有欠壓保護模塊，所述欠壓保護模塊的輸出端與CPLD邏輯控制模塊相連，CPLD邏輯控制模塊的輸入端連接有PWM脈寬調制器，CPLD邏輯控制模塊的輸出端連接有可變門極電阻模塊，所述可變門極電阻模塊的兩個輸出端分別連接有電阻R1和電阻R2，所述電阻R1和電阻R2分別連接第一驅動控制端和第二驅動控制端，所述CPLD邏輯控制模塊的輸入端分別連接有源嵌位反饋模塊、退保護過流反饋模塊和兩級di/dt檢測模塊，所述有源嵌位反饋模塊的輸入端通過兩個串聯連接的二極管D1和二極管D2分別連接到第一驅動控制端和第三驅動控制端，所述退保護過流反饋模塊的輸入端通過兩個串聯連接的二極管D3和二極管D4連接到第三驅動控制端，所述兩級di/dt檢測模塊連接到第二驅動控制端。

在上述技術方案中，所述可變門極電阻模塊包括兩個漏極相連接的第一N-MOS管和第二N-MOS管、以及兩個源極相連接的第一P-MOS管和第二P-MOS管，所述第一N-MOS管的源極與第一P-MOS管的漏極相連，所述第二N-MOS管的源極與第二P-MOS管的漏極相連。

在上述技術方案中，所述退保護過流反饋模塊包括四個并聯連接的退保護過流反饋電路，所述退保護過流反饋模塊包括同向輸入端級聯的四個運算放大器U11A、U11B、U12A、U12B，所述運算放大器U11A的同向輸入端上依次串聯有電阻R57、二極管D14、D13、D12、D11、D10、D9D8，所述二極管D8的負極與IGBT的集電極連接，所述運算放大器U11A的同向輸入端還連接有并聯連接的電阻R47和電阻R48，電阻R47和電阻R48連接有VSS電源，所述運算放大器U11A的反相輸入端連接一電阻R49，電阻R49與VSS電源連接，運算放大器U11A的反相輸入端還連接有并聯連接的電阻R68和電阻R63，所述電阻R68和電阻R63并聯連接后與二極管D18的正極連接，二極管D18通過依次串聯的二極管D17、二極管D16與IGBT的發射極連接，運算放大器U11A的4腳接地，8腳接VSS電源，8腳還通過一電容C38接地，運算放大器U11A的輸出端通過一電阻R50接VDD電源；所述運算放大器U11B的反相輸入端通過一電阻R51連接VSS電源，運算放大器U11B的反相輸入端還通過并聯連接的電阻R70和電阻R64與二極管D18的正極連接，運算放大器U11B的輸出端通過一電阻R52接VDD電源；所述運算放大器U12A的反相輸入端連接一電阻R53，電阻R53與VSS電源連接，運算放大器U12A的反相輸入端還連接有并聯連接的電阻R69和電阻R65，所述電阻R69和電阻R65并聯連接后與二極管D18的正極連接，運算放大器U12A的4腳接地，8腳接VSS電源，8腳還通過一電容C39接地，運算放大器U12A的輸出端通過一電阻R54接VDD電源；所述運算放大器U12B的反相輸入端通過一電阻R55連接VSS電源，運算放大器U12B的反相輸入端還通過并聯連接的電阻R71和電阻R66與二極管D18的正極連接，運算放大器U12B的輸出端通過一電阻R56接VDD電源。