[實用新型]適用于高壓試驗的IGBT驅動電路

有效

• 申請號: 201520328180.6
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN204733066U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 陳慶國;趙豐;康守強;王新宇;池明赫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02M1/092
• 分類號: H02M1/092
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種適用于高壓試驗領域的IGBT驅動電路。

背景技術

在高壓試驗領域中，為達到足夠高工作電壓，需要使用串聯IGBT組成的高壓開關。串聯IGBT的驅動電路需要滿足較為苛刻的條件：IGBT的導通與關斷控制須具有良好的同步性；驅動電路應具有動態均壓能力，以防止IGBT過壓時發生擊穿破壞；驅動電路在接收驅動信號時應有足夠的隔離電壓；由于高壓隔離電源效率較低，驅動電路能耗應盡量小。現存的多數IGBT驅動電路并未對此種應用條件進行優化設計，存在著一定局限性。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有的高壓試驗領域的IGBT驅動電路存在導通同步性差、動態均壓能力弱、電路能耗較大等方面的問題，提供了一種適用于高壓試驗的IGBT驅動電路。

本實用新型為解決上述技術問題采取的技術方案是：一種適用于高壓試驗的IGBT驅動電路，所述電路包括光纖接收模塊、邏輯-功率轉換模塊、門極驅動模塊、動態均壓模塊和電源接口電路；光纖接收模塊接收前端控制器的控制信號，將控制信號傳遞給邏輯-功率轉換模塊；邏輯-功率轉換模塊將進行電平轉換后的控制信號傳遞給門級驅動模塊；門級驅動模塊在邏輯-功率轉換模塊控制下直接對IGBT門級進行充放電，實現IGBT的導通控制；動態均壓模塊在IGBT發生過壓時提供IGBT集電極到門級驅動模塊的信號反饋回路，保護IGBT免遭過壓擊穿；電源接口電路用于連接外部電源并進行濾波。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型通過選用高精度器件實現了IGBT導通與關斷的良好同步性，采用了合理的設計實現了IGBT的動態均壓、驅動信號的高壓隔離及驅動電路的低能耗，此外，本實用新型具有體積小、成本低的優點。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構框圖；圖2是本實用新型中的光纖接收模塊的電路圖；圖3是本實用新型中的邏輯-功率轉換模塊的電路圖；圖4是本實用新型中的門極驅動模塊的電路圖；圖5是本實用新型中的動態均壓模塊的電路圖；圖6是本實用新型中的電源接口的電路圖，圖中：a表示+15V電源接口的電路圖，b表示+5V電源接口的電路圖，c表示－10V電源接口的電路圖，d表示接線端子的電路圖。

具體實施方式

具體實施方式一：如圖1所示，本實施方式所述的適用于高壓試驗領域的IGBT驅動電路包括光纖接收模塊、邏輯-功率轉換模塊、門極驅動模塊、動態均壓模塊、電源接口電路。光纖接收模塊接收前端控制器的控制信號，將控制信號傳遞給邏輯-功率轉換模塊；邏輯-功率轉換模塊將進行電平轉換后的控制信號傳遞給門級驅動模塊；門級驅動模塊在前級邏輯-功率轉換模塊控制下直接對IGBT門級進行充放電，實現主電路導通控制；動態均壓模塊在IGBT發生過壓時提供IGBT集電極到門級驅動模塊的信號反饋回路，保護IGBT免遭過壓擊穿；電源接口電路連接外部電源并進行濾波。

具體實施方式二：如圖2所示，本實施方式所述的光纖接收模塊，由光纖接收器U1及其周邊電路組成。光纖接收模塊的核心器件為光纖接收器U1，其電源引腳VCC接正五伏電源，兩個GND引腳接地，控制信號輸出OUT引腳連接邏輯-功率轉換模塊，其余四個固定器件用引腳NC懸空。電阻RB1跨接在正五伏電源VCC引腳間。電容CB1跨接在VCC引腳與GND引腳間，電容CB2跨接在正五伏電源與GND引腳間。電阻RB2與發光二極管DB1串聯后跨接在VCC引腳與地之間，DB1陰極與地相連。RB3與RB4串聯后跨接在正五伏電源與地之間，兩者連接點為COMP節點，該節點連接邏輯-功率轉換模塊。其它組成和連接關系與具體實施方式一相同。

光纖接收器U1可選用AVAGO公司生產的HFBR-2412，帶寬為5兆，可與HFBR-1414配合實現公里級長度的信號傳輸。

具體實施方式三：如圖3所示，本實施方式所述的邏輯-功率轉換模塊，由比較器U2及其周邊電路組成。其核心器件為比較器U2，比較器的EMIT引腳和VCC-引腳連接負十伏電源，IN+引腳連接光纖接收模塊中的OUT引腳，IN-引腳連接COMP節點，BALANCE、BAL/STRB、VCC+引腳連接正十五伏電源，COL引腳經RB5連接十五伏電源并直接連接RB6，RB6的另一端為用于連接門級驅動模塊的drive節點。電容CB3跨接在十五伏電源與地之間，電容CB4跨接在負十伏電源與地之間。其它組成和連接關系與具體實施方式二相同。