[發明專利]一種IGBT驅動電路

有效

• 申請號: 201210340272.7
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102868284A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 蘇偉;鐘玉林;溫旭輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種IGBT驅動電路。

背景技術

隨著電動汽車，太陽能發電，風力發電等新能源產業的快速發展，絕緣柵雙極型晶體管IGBT作為其變換的核心元件扮演著重要的角色，而大功率IGBT可靠工作的前提必須具備高性能的IGBT驅動電路，滿足IGBT的開通瞬間充放電的電流大，開通速度快，IGBT的損耗小的特點。

目前常用的驅動電路如圖1所示。其中U1為驅動芯片，如HCPL-316J或ACPL-38JT，HCPL-312J等，實現弱電控制信號與推挽電路的連接，其中驅動芯片的輸出為Vout，外接由NPN三極管Q1和PNP三極管Q2組成的推挽電路。NPN三極管的發射極與PNP三極管的發射極連接為一點，并與電阻R7連接，其中R7即作為充電電阻也作為放電電阻使用。電路中的驅動供電電源V2直接給驅動芯片和后級推挽電路供電。當有PWM輸入時，理論上IGBT驅動的正幅值電壓為vdc3負幅值電壓為Vdc4，然而實際運用中發現驅動推挽電路輸出的正幅值小于Vdc3，同時驅動電流遠小于理論計算值。

發明內容

本發明的目的是克服目前常用的IGBT驅動電路中出現的輸出驅動電壓幅值略小于理論計算值，NPN三極管的導通壓降較大，驅動電流過小的問題。本發明提出一種新的IGBT驅動電路，通過增加一個穩壓源電路，配合現有的推挽驅動電路，可以實現增大IGBT的充放電電流提高開關速度，降低IGBT的開關損耗和降低NPN三極管和PNP三極管的損耗，同時可以實現輸出電壓的幅值與驅動電壓的幅值相同，避免了驅動電壓幅值的變化，增加了驅動的可靠性。

本發明所述的IGBT驅動電路包括：智能驅動芯片、驅動輸入電源、穩壓源、分壓電路、充電電阻、放電電阻、NPN三極管和PNP三極管。所述的驅動輸入電源為智能驅動芯片的供電電源。驅動輸入電源經過穩壓源后的輸出電壓經過由電阻和穩壓管串聯組成的分壓電路分為兩個直流電壓；第一電容與所述分壓電路的電阻并聯；第二電容與所述分壓電路的穩壓管并聯。第一電容的正極與充電電阻的一端相連，充電電阻的另一端與NPN三極管的集電極相連；NPN三極管的發射極和PNP三極管的發射極相連后與IGBT的柵極相連。PNP三極管的集電極與放電電阻相連，放電電阻的另一端與第二電容的負極相連。

本發明所述的智能驅動芯片的特點為內部具有達林頓管或者mos管組成的驅動輸出，例如：HCPL-316J，ACPL-38JT，HCPL-J312等。所述的穩壓源可以為三端穩壓源或者開關電源如：LM317；所述的第一電容兩端的電壓可以為15V~20V，第二電容兩端電壓可以為0~15V。

本發明所述的驅動輸入電源的輸出電壓與穩壓源的輸出電壓之間的電壓差為1.5V~2.5V。

本發明所述的新型IGBT驅動電路，由于增加了一個穩壓源來抵消由于智能驅動芯片內部壓降引起的外部供電電壓低于驅動芯片內部電壓的問題，因此可以減小NPN三極管的導通壓降，提高了電路的充放電電流，加快了IGBT的開關速度，降低了IGBT的開關損耗，同時可以實現驅動電壓的幅值與供電電壓幅值相等，避免了驅動電壓幅值的變動。

附圖說明

圖1常用的IGBT驅動電路原理圖；

圖2本發明所述IGBT驅動原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式進一步說明本發明。

本發明IGBT驅動電路如圖2所示。本發明所述的驅動電路包括：智能驅動芯片U1、驅動輸入電源V2、穩壓源V1、分壓電路、充電電阻R4、放電電阻R5、NPN三極管Q1，以及PNP三極管Q2。

所述的驅動輸入電源V2連接到智能驅動芯片U1的輸入電源端口Vc，同時驅動輸入電源V2也作為穩壓源V1的輸入電源。穩壓源V1的輸出電壓經過由電阻R3和穩壓管D2串聯組成的分壓電路進行分壓。第一電容C2與電阻R3并聯；第二電容C3與穩壓管D2并聯。第一電容C2的正極與充電電阻R4的一端相連，充電電阻R4的另一端與NPN三極管Q1的集電極相連；NPN三極管Q1的發射極和PNP三極管Q2的發射極相連后與IGBT的柵極G相連；PNP三極管Q2的集電極與放電電阻R5的一端相連，放電電阻R5的另一端與第二電容C3的負極相連。

本發明所述的智能驅動芯片U1的特點為內部具有達林頓管或者mos管組成的驅動輸出，例如：HCPL-316J，ACPL-38JT，HCPL-J312等。所述的穩壓源V1可以為三端穩壓源或者開關電源，如：LM317。所述的第一電容C2兩端的電壓可以為15V~20V，第二電容C1兩端電壓可以為0~15V。

本發明所述的驅動輸入電源V2的輸出電壓與穩壓源V1的輸出電壓之間的電壓差為1.5V~2.5V。