[發(fā)明專利]基于2ED020I12-F2芯片的IGBT驅動電路

在審

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• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104218780A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 馬立新;費少帥;張海兵;徐鎮(zhèn)乾
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發(fā)明涉及一種功率開關管驅動電路，特別涉及一種基于2ED020I12-F2芯片的IGBT驅動電路。

背景技術

隨著電力電子技術的發(fā)展，各種開關器件如power?MOSFET、IGBT等功率開關器件得到越來越廣泛的應用，由于IGBT具有易于驅動、峰值電流容量大、自關斷能力、開關頻率高等特點，是目前發(fā)展最為迅速的新一代電力電子器件。其中IGBT的驅動和保護是其應用中的關鍵技術之一。

目前大多數(shù)的驅動集成電路采用直接驅動或隔離驅動的方式。隔離驅動的集成驅動芯片，如EXB841系列TLP250等，這種芯片的特點是只能驅動單個功率管，且每路驅動都要一組獨立的電源，增加了電源電路和驅動電路設計的復雜性。

IGBT作為產品核心部件，其驅動電路是否可靠安全關系著整個設備的運行，而驅動電路影響著IGBT的通態(tài)壓降、開關損耗、承受電路電流電壓時間及du_CE/dt等參數(shù)，決定了IGBT的靜態(tài)與動態(tài)運行特性。在實際應用中要求動態(tài)驅動能力強，有足夠的輸入輸出電隔離能力，驅動電路盡可能簡單等。

因此，致力于IGBT驅動電路及其應用電路的研究，研制出具有高性能的IGBT驅動電路，具有重要的理論意義和實際應用價值，將產生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

發(fā)明內容

本發(fā)明是針對現(xiàn)在IGBT驅動電路僅能驅動單個功率管，并需要獨立電源的問題，提出了一種基于2ED020I12-F2芯片的IGBT驅動電路，利用英飛凌公司生產的2ED020I12-F2芯片設計新型的IGBT驅動模塊，可以同時驅動逆變電路上下兩個橋臂，三相橋式逆變電路僅用一組電源即可，簡化了電路，降低了成本。

本發(fā)明的技術方案為：一種基于2ED020I12-F2芯片的IGBT驅動電路，包括開關電源、降壓芯片、DC－DC模塊電源、2ED020I12-F2功率開關器件柵極驅動器，開關電源輸出經(jīng)過降壓芯片得到控制信號電源，開關電源輸出經(jīng)過DC－DC模塊電源隔離降壓后，輸出正負兩路驅動電源分別接至IGBT驅動電路中上下兩個橋臂推挽輸出電路的兩個集電極；給兩個定電平信號分別經(jīng)過鉗位二極管和高頻濾波電容接2ED020I12-F2芯片兩個輸入INHS+引腳，2ED020I12-F2芯片兩個輸出OUTHS引腳通過電阻連接至兩個三極管組成的推挽電路，此推挽輸出電壓為正負兩路驅動電源電壓之間；2ED020I12-F2芯片兩個CLAMP引腳分別接兩個OUTHS引腳，實時監(jiān)測IGBT門極電壓；2ED020I12-F2芯片的VCC和VEE引腳分別檢測控制信號電源、正負兩路驅動電源上下門限電壓。

所述兩個三極管組成的推挽電路中兩個三極管發(fā)射極之間串聯(lián)二極管防止電流逆向導通，導致IGBT誤導通。

所述2ED020I12-F2芯片的DESATHS引腳檢測流過IGBT電流，當DESATHS引腳檢測電流過大時，2ED020I12-F2芯片的????????????????????????????????????????????????引腳輸出對應的檢測信號到控制器，控制器根據(jù)引腳輸出信號封鎖PWM輸出。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明基于2ED020I12-F2芯片的IGBT驅動電路，可以同時驅動逆變電路上下兩個橋臂，三相橋式逆變電路僅用一組電源即可，大大減小了裝置體積，簡化電路，降低成本。相比較傳統(tǒng)驅動電路而言，不需要外接電流傳感器得到過流信號再傳送至驅動芯片關閉驅動輸出，在一定程度上減小了電路設計的復雜性，電路設計得到簡化，提高了系統(tǒng)的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中降壓芯片LM275HV?BUCK工作原理圖；

圖2為本發(fā)明QA04電源隔離輸出芯片工作原理圖；

圖3為本發(fā)明基于2ED020I12-F2的IGBT驅動電路圖；

圖4為本發(fā)明PWM輸出波形圖。

具體實施方式

本發(fā)明使用的芯片是德國英飛凌公司生產的2ED020I12-F2芯片，2ED020I12-F2是一種雙通道高壓、高速電壓型功率開關器件柵極驅動器，具有自舉浮動電源，驅動電路簡單，驅動芯片同時驅動逆變電路上下橋臂，并且其本身有考慮死區(qū)時間。當芯片正常工作時，上下橋臂所需的脈沖信號分別發(fā)送至第2引腳INHS+和第12引腳INLS+即可正常驅動上下橋臂。