[實用新型]絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路

有效

• 申請號: 201220229148.9
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN202565155U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 張晉芳;牛勇;王成新;梁海剛;王博;王雷
• 申請（專利權）人: 永濟新時速電機電器有限責任公司
• 主分類號: H02M1/092
• 分類號: H02M1/092
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 畢強

技術領域

本實用新型涉及絕緣柵雙極型晶體管驅動技術，尤其涉及一種絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路。

背景技術

功率模塊是機車變流器中最關鍵的部件之一，其驅動電路的設計，對整個功率模塊正確、可靠的工作有著極其重要的影響。現有技術中驅動電路大多采用即插即用的方式，即驅動電路通過電纜與絕緣柵雙極型晶體管（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，以下簡稱IGBT）的輔助端子連接，實現IGBT的驅動與保護功能。現有的驅動電路普遍存在以下缺點：

1、IGBT的驅動電路中雜散電感較大，在IGBT開關過程中會在IGBT器件上產生較高的電壓尖峰，對功率器件有一定的沖擊，影響功率器件的壽命，也可能導致IGBT超過安全工作區而損壞，從而降低功率變換電路的可靠性。

2、驅動電路的抗干擾性能差，且驅動電路中的保護電路功能單一，無法很好滿足IGBT使用過程中出現的過流、過壓、短路等狀況下的可靠工作。

3、驅動電路與IGBT采用電纜連接，傳輸信號的抗干擾性能差。

實用新型內容

本實用新型提供一種絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路，以提高電路的抗干擾性，以及在高壓、大電流工作環境下的工作可靠性。

本實用新型提供一種絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路，包括：

用于將接收自第一設備輸出的單向直流電壓轉化為驅動絕緣柵雙極型晶體管所需的正負雙向驅動電壓，并電氣隔離處于所述高壓隔離驅動電源接入端和輸出端的兩側回路的高壓隔離驅動電源；

用于對接收自第二設備輸出的驅動脈沖信號進行調制和放大處理，并將放大后的脈沖信號輸出至所述絕緣柵雙極型晶體管的驅動信號調制電路；

用于監測所述絕緣柵雙極型晶體管的工作狀態信息，并將所述工作狀態信息輸出至所述第二設備，以使所述第二設備依據所述工作狀態信息對所述絕緣柵雙極型晶體管進行相應的保護響應的邏輯保護電路；

用于在監測到所述絕緣柵雙極型晶體管發生故障時生成故障反饋信號，并將該故障反饋信號反饋至所述第二設備，以使所述第二設備停止向所述驅動信號調制電路輸出所述驅動脈沖信號的故障反饋電路。

如上所述的絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路，其中，所述邏輯保護電路，包括：

用于監測所述絕緣柵雙極型晶體管是否處于關斷狀態，在所述絕緣柵雙極型晶體管處于關斷狀態時將監測到的關斷狀態信息反饋至所述第二設備；接收所述第二設備依據所述關斷狀態信息輸出的箝位控制驅動信號對所述絕緣柵雙極型晶體管進行箝位控制的有源箝位控制電路；

用于監測絕緣柵雙極型晶體管集電極和發射極之間的電壓信息，在所述電壓超過預設電壓值時將監測到的電壓信息反饋至所述第二設備，以使所述第二設備依據所述電壓信息調整輸出的所述驅動脈沖信號對所述絕緣柵雙極型晶體管進行退飽和保護的退飽和保護電路；

用于監測所述高壓隔離驅動電源輸出的正向驅動電壓和負向驅動電壓，當所述正向驅動電壓超出預設正向驅動電壓值時或所述負向驅動電壓超出預設負向驅動電壓值時斷開所述高壓隔離驅動電源向所述絕緣柵雙極型晶體管輸出驅動電壓的驅動電源監測電路。

如上所述的絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路，其中，所述有源箝位控制電路包括：穩壓二極管、三極管和第一電阻；其中，

所述穩壓二極管的正極與所述三極管的集電極相連，所述穩壓二極管的負極與所述絕緣柵雙極型晶體管的集電極相連；

所述三極管的發射極與所述第一電阻的一端相連，所述三極管的柵極與所述第二設備的箝位控制驅動信號輸出端相連；

所述第一電阻的另一端與所述絕緣柵雙極型晶體管的柵極相連。

如上所述的絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路，其中，所述退飽和保護電路包括：比較器、第二電阻和第三電阻；其中，

所述第二電阻的一端與所述絕緣柵雙極型晶體管的集電極相連，另一端與所述比較器的第一輸入端相連；

所述比較器的第二輸入端用于接入飽和下限信號，所述比較器的比較結果輸出端與所述第二設備的工作狀態信息輸入端相連；

所述第三電阻的一端與所述比較器的第一輸入端相連，所述第三電阻的另一端與所述絕緣柵雙極型晶體管的發射極相連。

如上所述的絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路，所述第二設備的驅動脈沖信號輸出端通過光電轉換板上的光纖電路與所述驅動信號調制電路的輸入端連接。

如上所述的絕緣柵雙極型晶體管的驅動電路，所述故障反饋電路生成的故障反饋信號通過光電轉換板上的光纖電路傳輸至所述第二設備。