[實用新型]一種IGBT驅(qū)動電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420732798.4
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN204290696U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋雨倩;石守東;金堃
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02H7/10
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種IGBT驅(qū)動技術(shù)，尤其是涉及一種IGBT驅(qū)動電路。?

背景技術(shù)

IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)是MOSFET管和雙極晶體管的復(fù)合器件，它既具有MOSFE管易驅(qū)動的特點，又具有功率晶體管高電壓和電流大等優(yōu)點。IGBT可發(fā)揮出MOSFET管和功率晶體管各自的優(yōu)點，正常情況下可工作于幾十kHz的頻率范圍內(nèi)，故在較高頻率應(yīng)用領(lǐng)域和大功率應(yīng)用領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。

IGBT是電壓控制型器件，其發(fā)射極和柵極之間是絕緣的二氧化硅結(jié)構(gòu)，因而低頻的靜態(tài)驅(qū)動功率接近于0。但是IGBT的柵極和發(fā)射極之間存在較大的寄生電容，小功率的IGBT的柵極電容Cgs一般在10～100pF,大功率的柵極電容能達(dá)到1～nF,因此需要提供較大的驅(qū)動功率和一定的峰值電流。

現(xiàn)有的IGBT驅(qū)動電路通常有以下幾種：光耦隔離型驅(qū)動電路、脈沖變壓型驅(qū)動電路和集成驅(qū)動電路。其中光耦隔離型驅(qū)動電路需要采用傳輸速度快的光偶，且作為大功率IGBT的驅(qū)動時，后級還需要增加調(diào)理整形電路以保證驅(qū)動波形的方正，成本較高。脈沖變壓型驅(qū)動電路有三種類型：無源型、有源型和自給電源型，其中無源型使用變壓器次級的輸出直接驅(qū)動IGBT器件，驅(qū)動方法簡單，成本較低，但是IGBT器件的柵極電容一般較大，其柵極和發(fā)射極之間的電壓波形將有明顯變形，驅(qū)動波形較差，有源型中變壓器只提供隔離的信號，在次級另需設(shè)置整形放大電路來驅(qū)動IGBT器件，雖然驅(qū)動波形好，但是需要另外提供隔離的輔助電源供給整形放大電路，可能會引進(jìn)寄生干擾，自給電源型是將PWM調(diào)制信號加在隔離脈沖變壓器的初級，在次級通過直接整流得到自給電源，而PWM調(diào)制信號則需經(jīng)過PWM驅(qū)動信號經(jīng)解調(diào)、電平轉(zhuǎn)換和功率放大后取得，驅(qū)動方法復(fù)雜，價格較高。集成驅(qū)動電路成本很高，通用性差，抗干擾能力較差，可靠性較差。

鑒此，設(shè)計一款成本低，驅(qū)動方法簡單，驅(qū)動波形好，驅(qū)動功耗小，輸入輸出時延?小且可靠性高的IGBT驅(qū)動電路具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低，驅(qū)動方法簡單，驅(qū)動波形好，驅(qū)動功耗小，輸入輸出時延小且可靠性高特別是針對大功率的IGBT驅(qū)動電路。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種IGBT驅(qū)動電路，包括型號為IR2101的驅(qū)動芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、電源、第一NMOS管、第二NMOS管、電感、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、反相器和變壓器，所述的第一電阻的一端、所述的第二電阻的一端和所述的驅(qū)動芯片的第7腳連接，所述的第三電阻的一端、所述的第四電阻的一端和所述的驅(qū)動芯片的第5腳連接，所述的驅(qū)動芯片的第2腳和所述的反相器的輸入端連接且其連接端為IGBT驅(qū)動電路的信號輸入端，所述的反相器的輸出端和所述的驅(qū)動芯片的第3腳連接，所述的第一電阻的另一端、所述的第一二極管的陽極、所述的第一NMOS管的漏極、所述的電感的一端、所述的第四電容的一端和所述的驅(qū)動芯片的第6腳連接，所述的第四電容的另一端、所述的第五二極管的陰極和所述的驅(qū)動芯片的第8腳連接，所述的第二電阻的另一端、所述的第一二極管的陰極和所述的第一NMOS管的柵極連接，所述的第五二極管的陽極、所述的驅(qū)動芯片的第1腳、所述的第一NMOS管的源極、所述的第三電容的一端和所述的電源的正極輸出端連接，所述的第三電容的另一端、所述的第一電容的一端和所述的第二電容的一端連接，所述的驅(qū)動芯片的第4腳、所述的第二電容的另一端、所述的第三電阻的另一端、所述的第二二極管的陽極、所述的第二NMOS管的漏極和所述的電源的負(fù)極輸出端連接，所述的電源的負(fù)極輸出端接地，所述的第四電阻的另一端、所述的第二二極管的陰極和所述的第二NMOS管的柵極連接，所述的第二NMOS管的源極、所述的電感的另一端和所述的變壓器的初級線圈的一端連接，所述的第一電容的另一端和所述的變壓器的初級線圈的另一端連接，所述的變壓器的次級線圈的一端和所述的第五電阻的一端連接，所述的第五電阻的另一端和所述的第三二極管的陽極連接且其連接端為IGBT柵極驅(qū)動信號輸出端，所述的第三二極管的陰極和所述的第四二極管的陰極連接，所述的第四二極管的陽極和所述的變壓器的次級線圈的另一端連接且其連接端為IGBT發(fā)射?極驅(qū)動信號輸出端，所述的IGBT發(fā)射極驅(qū)動信號輸出端接地。