[實用新型]基于獨立電源的低干擾IGBT驅動裝置

有效

• 申請號: 201320281127.6
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN203278621U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 韓偉;康兵;張志強
• 申請（專利權）人: 上海金脈電子科技有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本實用新型涉及電力驅動領域，尤其涉及IGBT驅動領域，具體是指一種基于獨立電源的低干擾IGBT驅動裝置。

背景技術

隨著經濟的發展，汽車保有量的增加，汽車尾氣排放對城市空氣的污染程度逐漸加劇。為了降低傳統汽車尾氣排放對環境的危害，全球各大經濟體都在致力于新能源汽車的研發和推廣。近年來，電力電子技術和電池技術的發展，為電動汽車和混合動力汽車的發展提供了有力的支持。使新能源汽車廣泛應用成為可能。

作為新能源汽車動力裝置的重要組成部分，逆變器設計的好壞決定了新能源汽車電動部分的性能。尤其在大功率的純電動汽車設計中，逆變器需要驅動大功率三相橋絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊，對驅動板電源的設計提出了更高的要求。除了電氣性能符合指標外，還要滿足安全性、可靠性和穩定性的要求。

為了避免IGBT過熱損壞，控制器在工作過程中需要監控IGBT溫度。逆變器的控制算法中需要監控直流母線的電壓值。為了提高裝置的安全性，母線電壓檢測和IGBT溫度檢測都需要隔離。

現有技術采用單個反激電源和穩壓管分壓的方式給IGBT驅動供電，用模擬信號采集和傳遞IGBT溫度和母線電壓值，有如下缺點：

1、一致性差。由于穩壓管的容差會導致三相橋臂的各個驅動電源之間有差異，各個IGBT開關特性不一致。

2、溫漂。因為穩壓管的穩壓值受溫度的影響會變化，增加了控制變量，降低了裝置的可靠性和穩定性。

3、變壓器設計困難。單個變壓器方案，繞組多，干擾大，體積大，重量大，磁芯窗口利用率低，絕緣處理難度較大。很難通過汽車級認證。

4、隔離強度不夠。一般設計中，使用低壓信號跟IGBT模塊上的熱敏電阻分壓的形式采樣IGBT模塊內部溫度。因為依靠IGBT模塊上的熱敏電阻自身的隔離，很難保證IGBT炸管時，IGBT芯片上的綁定線不會將高壓引入到低壓部分，導致控制部分損壞。

5、干擾大。采用模擬信號傳遞采樣值，容易受到干擾，影響軟件算法控制的精度。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種能夠實現由一致的電壓對三相IGBT進行驅動、具有更寬電壓輸入范圍、高低壓良好隔離、結構簡單、安全可靠的基于獨立電源的低干擾IGBT驅動裝置。

為了實現上述目的，本實用新型的具有如下構成：

該基于獨立電源的低干擾IGBT驅動裝置，其主要特點是，所述的裝置包括數個半橋電源模塊和與該半橋電源模塊數量相對應的IGBT驅動模塊，所述的半橋電源模塊與供電電源相連接，各個所述的半橋電源模塊分別通過各自對應的IGBT驅動模塊與IGBT驅動模塊相應的待驅動的絕緣柵雙極型晶體管IGBT相連接。

較佳地，所述的半橋電源模塊包括一個半橋驅動單元、一個變壓器和一個IGBT隔離驅動單元，所述的半橋驅動單元連接于所述的供電電源與變壓器之間，所述的IGBT隔離驅動單元連接于所述的變壓器與IGBT驅動模塊之間。

更佳地，所述的變壓器包括一個原邊繞組和一個中間抽頭的副邊繞組，所述的原邊繞組與所述的半橋驅動單元相連接，所述的副邊繞組與所述的IGBT隔離驅動單元相連接。

較佳地，所述的IGBT驅動模塊包括一個IGBT驅動單元、一個Vce檢測電路、一個有源箝位電路和一個推挽輸出電路，所述的IGBT驅動單元與所述的半橋電源模塊相連接，所述的Vce檢測電路和推挽輸出電路均分別連接于所述的IGBT驅動單元與有源箝位電路之間，所述的有源箝位電路與待驅動的IGBT相連接。

更佳地，所述的IGBT驅動單元為1ED020I12-FA2驅動芯片。

較佳地，所述的裝置還包括一個DC-DC轉換電路，所述的DC-DC轉換電路連接于所述的供電電源與半橋電源模塊之間。

更佳地，所述的DC-DC轉換電路包括一個SEPIC斬波電路、一個防反接和濾波電路，所述的防反接和濾波電路連接于所述的供電電源與SEPIC斬波電路之間，所述的SEPIC斬波電路與所述的半橋電源模塊相連接。

較佳地，所述的裝置還包括一個IGBT溫度檢測電路，所述的IGBT溫度檢測電路與待驅動的IGBT相連接。

較佳地，所述的IGBT溫度檢測電路包括數個與待驅動的IGBT相連接的溫度檢測單元、一個SPI通信AD轉換芯片和一個光耦隔離單元，所述的SPI通信AD轉換芯片連接于所述的溫度檢測模塊與光耦隔離單元之間。

較佳地，所述的裝置還包括一個母線電壓檢測電路，所述的母線電壓檢測電路連接于待驅動IGBT與一個單片機之間。