[發明專利]一種IGBT模塊門極驅動電阻等效調節電路

有效

• 申請號: 201210589902.4
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103905019B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 藍誠宇;楊欽耀;陳剛
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及電路設計技術領域，特別涉及一種IGBT模塊門極驅動電阻等效調節電路。

背景技術

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）是80年代中期問世的一種復合型電力電子器件,從結構上說，相當于一個由MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金屬-氧化物-半導體場效晶體管）驅動的厚基區的BJT（Bipolar Junction Transistor，雙極結型晶體管）,IGBT既有MOSFET的快速響應、高輸入阻抗、熱穩定性好、驅動電路簡單的特性，也具備BJT的電流密度高、通態壓降低，耐壓高的特性，被廣泛應用于電力電子設備中。

目前，常用的IGBT模塊的驅動有EXB841、A316J、M57962等電路，這些電路都采用光耦隔離驅動，如圖1所示，圖中U1為MCU（Micro Control Unit，微控制單元），U2為高速光電耦合器件，三極管Q1和三極管Q2為驅動IGBT模塊的功率晶體管，R1為光耦驅動的限流電阻器，R2為三極管Q1和三極管Q2的耦合電阻，R5為IGBT模塊門極驅動電阻，R6為IGBT模塊門極放電、防靜電電阻，ZD1、ZD2為門極驅動過壓保護穩壓二極管。該電路的工作原理是：MCU U1的輸出脈寬調制波形端口PWM_1發出的驅動信號經過電阻R1推動光電耦合器件U2工作，光電耦合器件U2發出控制信號經電阻R2推動三極管Q1和三極管Q2工作，使三極管Q1和三極管Q2發出IGBT模塊驅動信號，該驅動信號經門極驅動電阻R5驅動IGBT模塊U4工作。如圖1所示，現有技術中的門極驅動電阻R5是采用人工焊接的方式固定在電路中，其阻值是固定的，不能根據IGBT模塊U4的功率來調整門極驅動電阻R5的阻值，進而影響IGBT模塊U4的工作效果。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種IGBT模塊門極驅動電阻等效調節電路。

為了實現本發明的上述目的，本發明提供了一種IGBT模塊門極驅動電阻等效調節電路，包括IGBT模塊、MCU、第一光耦和驅動模塊，所述MCU與第一光耦之間連接有第一電阻，所述驅動模塊與IGBT模塊之間連接有門極驅動電阻，在所述第一光耦與驅動模塊之間具有積分電路，所述積分電路包括積分電路等效電阻和第一電容，通過改變所述積分電路等效電阻的阻值，調節所述積分電路的時間常數，實現對所述門極驅動電阻的等效調節。

本發明的IGBT模塊門極驅動電阻等效調節電路能夠對門極驅動電阻的等效阻值進行調節，無需人工更改門極驅動電阻就能驅動不同功率的IGBT模塊，優化了IGBT模塊的工作狀態。

在本發明的一種優選實施例中，所述積分電路包括第二電阻、第一電容和第二光耦，所述第二電阻與第二光耦的輸出端并聯連接在所述第一光耦與驅動模塊之間，所述第二電阻的電流輸出端與地之間連接第一電容，所述積分電路等效電阻由所述第二電阻與第二光耦輸出端阻抗并聯形成，通過改變所述第二光耦的輸入電流實現對所述積分電路等效電阻阻值的調節。

本發明采用第二光耦，通過改變第二光耦的輸入電流改變第二光耦輸出端的阻抗，實現對積分電路等效電阻阻值的調節，從而調節積分電路的時間常數，進而實現對門極驅動電阻的等效值的調節。

在本發明的一種優選實施例中，所述第二光耦輸入端的一端接地，另一端通過第三電阻與電位器活動觸點相連，所述電位器的一個固定觸點與電源相連，另一個固定觸點接地。

本發明通過調節電位器的活動觸點的位置，改變第二光耦的輸入電流，實現對積分電路等效電阻阻值的調節，調節了積分電路的時間常數，進而實現對門極驅動電阻的等效值的無極調節。

在本發明的另一種優選實施例中，所述門極驅動電阻等效調節電路包括IGBT模塊溫度傳感器，所述第二光耦輸入端的一端接地，另一端通過第三電阻與所述MCU的電流輸出端相連，所述MCU的溫度信號輸入端與所述IGBT模塊溫度傳感器相連，所述MCU根據所述IGBT模塊溫度傳感器輸入的溫度信號調節輸出電流。

本發明的MCU根據IGBT模塊溫度傳感器輸入的溫度信號調節輸出電流，調節第二光耦的輸入電流，實現對積分電路等效電阻阻值的調節，進而實現對門極驅動電阻的等效值的智能調節，使IGBT模塊的工作狀態更安全，降低了IGBT模塊的故障率。