[發明專利]一種IGBT驅動裝置及系統

在審

• 申請號: 201610153493.1
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN107204760A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 唐威;忻力;楊濤;胡家喜;陳燕平;李華;魏海山;歐陽柳;曹超;馬龍昌
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H03K17/0812
• 分類號: H03K17/0812;H03K17/567
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 張文娟,朱繪

1.一種IGBT驅動裝置，其特征在于，包括：

驅動控制單元，其用于生成開通驅動信號和關斷驅動信號，并在PWM信號的控制下通過所述開通和關斷驅動信號對IGBT進行交錯驅動，以及在所述IGBT短路時通過所述開通和關斷驅動信號對IGBT進行軟關斷；

電壓檢測單元，其用于檢測IGBT集電極和發射極之間的電壓，并根據所述集電極和發射極之間的電壓判斷IGBT是否短路。

2.根據權利要求1所述的IGBT驅動裝置，其特征在于，所述驅動控制單元包括：

控制模塊，其用于根據PWM信號生成第一控制信號和第二控制信號；

開通驅動模塊，其用于生成開通驅動信號并在第一控制信號的控制下向IGBT的柵極傳輸開通驅動信號；

關斷驅動模塊，其用于生成關斷驅動信號并在第二控制信號的控制下向IGBT的柵極傳輸關斷驅動信號。

3.根據權利要求1所述的IGBT驅動裝置，其特征在于，還包括：橋臂保護單元，其用于在判斷IGBT發生橋臂直通短路時向橋臂內互補IGBT的驅動裝置發送短路保護指令，并接收所述橋臂內互補IGBT的驅動裝置發送的短路保護指令；

所述驅動控制單元還用于根據所述短路保護指令對IGBT進行軟關斷。

4.根據權利要求1至3任一項所述的IGBT驅動裝置，其特征在于，所述電壓檢測單元包括：

檢測模塊，其用于檢測IGBT集電極和發射極之間的電壓Vce；

短路判斷模塊，其用于在開通控制信號對IGBT進行驅動時，若Vce大于第一預設電壓且持續時間達到第一預設時長，則判斷IGBT短路，若Vce大于第二預設電壓且持續時間達到第二預設時長，則判斷IGBT短路，第一預設電壓大于第二預設電壓，第一預設時長小于第二預設時長。

5.根據權利要求2所述的IGBT驅動裝置，其特征在于，所述控制模塊還用于在IGBT短路時調節第一控制信號波形，使開通驅動模塊停止向IGBT柵極傳輸開通驅動信號，并調節第二控制信號的占空比，使關斷驅動模塊向IGBT柵極 傳輸關斷驅動信號的時間延長，從而實現IGBT的軟關斷。

6.根據權利要求4所述的IGBT驅動裝置，其特征在于，所述電壓檢測單元還包括：

失效判斷模塊，其用于在關斷控制信號對IGBT進行驅動時，若Vce小于第三預設電壓，則判斷IGBT失效。

7.根據權利要求2所述的IGBT驅動裝置，其特征在于，所述開通驅動模塊包括：

第一開關器件，其一端連接開通驅動信號源，另一端通過第一電阻與IGBT柵極連接，第一開關器件在第一控制信號的控制下進行開關動作；

所述關斷驅動模塊包括：

第二開關器件，其一端連接關斷驅動信號源，另一端通過第二電阻與IGBT柵極連接，第二開關器件在第二控制信號的控制下進行開關動作。

8.根據權利要求7所述的IGBT驅動裝置，其特征在于，所述第一開關器件為N型場效應管，其柵極接入第一控制信號，漏極接入第一驅動信號，源極與第一電阻連接，所述第二開關器件為P型場效應管，其柵極接入第二控制信號，漏極接入第二驅動信號，源極與第二電阻連接。

9.一種IGBT驅動系統，其特征在于，包括：

多個權利要求1所述的IGBT驅動裝置，當判斷IGBT發生橋臂直通短路時，短路IGBT的驅動裝置向橋臂內互補IGBT的驅動裝置發送短路保護指令，所述橋臂內互補IGBT的驅動裝置接收所述短路保護指令，并根據所述短路保護指令對所述橋臂內互補IGBT進行軟關斷。