[發(fā)明專利]一種雙路高壓大功率IGBT驅(qū)動(dòng)電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210163849.1
• 申請(qǐng)日: 2012-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102710103A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍小杰;徐立華;耿乙文;李小強(qiáng);柏浩峰;朱方田;郭力峰;朱玉瓊;王春華;李洪亮;嚴(yán)慶增
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/092
• 分類號(hào): H02M1/092
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 周愛(ài)芳

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及IGBT驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種雙路高壓大功率IGBT驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)

絕緣柵雙極型晶體管IGBT是一種復(fù)合器件，它的輸入控制部分為MOSFET，輸出級(jí)為雙極結(jié)型三極晶體管，其兼有MOSFET輸入阻抗高，電壓控制，驅(qū)動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)速度快，工作頻率較高的優(yōu)點(diǎn)，又具有電力三極管飽和壓降低，電壓、電流容量大，安全工作區(qū)寬的優(yōu)點(diǎn)，因而IGBT廣泛應(yīng)用于大功率變頻器和開(kāi)關(guān)電源等功率設(shè)備中。IGBT驅(qū)動(dòng)技術(shù)是IGBT應(yīng)用過(guò)程中的關(guān)鍵之一，驅(qū)動(dòng)電路的輸出特性和短路過(guò)流保護(hù)功能是IGBT安全、高效工作的先決條件。IGBT驅(qū)動(dòng)電路在應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)具有足夠的安全隔離電壓，保證變流器控制回路和功率回路間的電氣隔離。優(yōu)良的IGBT驅(qū)動(dòng)電路還應(yīng)具有控制信號(hào)傳輸延時(shí)小，開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間可控，能夠提供穩(wěn)定的開(kāi)通電壓和驅(qū)動(dòng)功率和自我保護(hù)等特點(diǎn)。尤其是應(yīng)用于變頻器系統(tǒng)中時(shí)，IGBT驅(qū)動(dòng)電路必須對(duì)IGBT具有精確可靠的短路過(guò)流保護(hù)功能，并且在應(yīng)用于變頻器半橋型IGBT驅(qū)動(dòng)時(shí)，雙路輸入信號(hào)的硬件互鎖功能對(duì)變頻器系統(tǒng)的保護(hù)也是至關(guān)重要的。除此之外，隨著IGBT驅(qū)動(dòng)電路的使用量日益增大，在保證驅(qū)動(dòng)性能優(yōu)良的同時(shí)，減小體積和降低成本也很有必要。

現(xiàn)有IGBT驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品中，主要分為基于光耦芯片隔離的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和基于脈沖變壓器隔離的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。光耦芯片廉價(jià)，但是隔離電壓等級(jí)低，傳輸延時(shí)高，應(yīng)用范圍窄。基于脈沖變壓器的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品性能良好，但成本很高。目前的IGBT驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品存在的主要問(wèn)題是不能兼顧良好的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)性能以及低廉的成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種雙路高壓大功率IGBT驅(qū)動(dòng)電路，具有高隔離電壓和驅(qū)動(dòng)信號(hào)邏輯互鎖功能的雙路IGBT驅(qū)動(dòng)電路，該電路兼顧優(yōu)良的性能和低成本的

特點(diǎn)。

本發(fā)明是以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種雙路高壓大功率IGBT驅(qū)動(dòng)電路，包括雙路互鎖和光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射電路和雙路驅(qū)動(dòng)模塊，雙路互鎖和光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射電路采用硬件互鎖電路將接收到的雙路驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行互鎖處理，經(jīng)互鎖處理后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入至雙路驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)IGBT進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，雙路互鎖和光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射電路處理后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為兩路關(guān)斷信號(hào)，或者其中一路信號(hào)為關(guān)斷信號(hào)，另一路信號(hào)為開(kāi)通信號(hào)。

本發(fā)明的有益效果是：利用光纖和隔離電源作為隔離介質(zhì)，提高了隔離電壓等級(jí)；該驅(qū)動(dòng)電路保護(hù)功能完善，可靠性高，成本低廉。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明原理框圖；

圖2是雙路互鎖和光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射電路圖；

圖3是雙路驅(qū)動(dòng)模塊中光信號(hào)轉(zhuǎn)化接收電路圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種雙路高壓大功率IGBT驅(qū)動(dòng)電路由雙路互鎖和光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射電路1和雙路驅(qū)動(dòng)模塊2組成，雙路互鎖和光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射電路1采用硬件互鎖電路將接收到的雙路驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行互鎖處理，經(jīng)互鎖處理后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入至雙路驅(qū)動(dòng)模塊2對(duì)IGBT進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，雙路互鎖和光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射電路1處理后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為兩路關(guān)斷信號(hào)，或者其中一路信號(hào)為關(guān)斷信號(hào)，另一路信號(hào)為開(kāi)通信號(hào)，但不會(huì)出現(xiàn)兩路同時(shí)為開(kāi)通信號(hào)。雙路互鎖和光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射電路1和雙路驅(qū)動(dòng)模塊2之間通過(guò)光纖進(jìn)行連接。

雙路互鎖和光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射電路1包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)邏輯互鎖電路U1、第一路光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射接口U2和第二路光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射接口U3，驅(qū)動(dòng)信號(hào)邏輯互鎖電路U1的輸入端與控制器的信號(hào)輸出端相連，對(duì)雙路控制信號(hào)進(jìn)行邏輯互鎖處理，驅(qū)動(dòng)信號(hào)邏輯互鎖電路U1的輸出端與第一路光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射接口U2以及第二路光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射接口U3相連，第一路光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射接口U2以及第二路光信號(hào)轉(zhuǎn)化發(fā)射接口U3分別將兩路電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)經(jīng)光纖傳輸出去。

雙路驅(qū)動(dòng)模塊2包括第一路故障信號(hào)發(fā)射接口U4、第一路驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收接口U5、第二路驅(qū)動(dòng)信號(hào)接收接口U6、第二路故障信號(hào)發(fā)射接口U7、第一路+5V穩(wěn)壓電路U8、第二路+5V穩(wěn)壓電路U9、第一路DC/DC電源模塊U10、第二路DC/DC電源模塊U11、第一路邏輯控制電路U12、第二路邏輯控制電路U13、第一路功率放大電路U14和第二路功率放大電路U15，上述器件構(gòu)成第一路信號(hào)通路和第二路信號(hào)通路，第二路信號(hào)通路中的器件連接關(guān)系與第一路是相對(duì)應(yīng)的，