[發(fā)明專利]改善型磁隔離IGBT驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611254701.3
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN106712470B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程煒濤;高榮;王海軍;葉甜春
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中科君芯科技有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/08
• 分類號(hào): H02M1/08
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;劉海

本發(fā)明涉及一種改善型磁隔離IGBT驅(qū)動(dòng)電路，包括驅(qū)動(dòng)發(fā)生模塊、驅(qū)動(dòng)放大模塊、原邊隔直電容C1、原邊阻尼電阻R1、多繞組驅(qū)動(dòng)變壓器、副邊自舉電容C6、副邊自舉二極管D2、副邊推挽驅(qū)動(dòng)電阻R3、推挽電路Q1，Q2、副邊整流二極管D1、副邊穩(wěn)壓二極管ZD1、穩(wěn)壓電阻R2、濾波電容C2，C3，C4，C5、以及浮地驅(qū)動(dòng)IGBT。所述電路主要元器件按照圖1所示的電器連接方式連接，其驅(qū)動(dòng)發(fā)生模塊與驅(qū)動(dòng)放大模塊為該技術(shù)領(lǐng)域中的公知技術(shù)。本發(fā)明能夠在不提供二次側(cè)電源的基礎(chǔ)上，改善了傳統(tǒng)磁隔離驅(qū)動(dòng)電路不能提供負(fù)壓關(guān)斷、抗干擾性較弱的技術(shù)缺陷。本發(fā)明能適應(yīng)不同的IGBT，提供可靠、低成本的磁隔離驅(qū)動(dòng)方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，尤其是一種改善型磁隔離IGBT驅(qū)動(dòng)電路，屬于IGBT驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了很多新的性能優(yōu)秀的拓?fù)洌鏒C-AC家族里面的多電平逆變電路，拓?fù)涞目焖侔l(fā)展推動(dòng)了其隔離驅(qū)動(dòng)的需求。正因如此，各種隔離驅(qū)動(dòng)方案應(yīng)運(yùn)而生，其中磁隔離驅(qū)動(dòng)方案具有電路簡單、不易損壞、低成本等優(yōu)勢，故磁隔離在當(dāng)今的浮地驅(qū)動(dòng)拓?fù)渲杏泻芨叩氖褂寐剩壳盎诖鸥綦x驅(qū)動(dòng)無法提供負(fù)壓關(guān)斷、抗干擾能力較弱、不適宜大占空比驅(qū)動(dòng)等缺陷也限制了其更廣闊的應(yīng)用空間。

絕緣柵雙極晶體管IGBT是MOSFET與雙極晶體管的復(fù)合器件。它既具有功率MOSFET輸入阻抗高、工作速度快、易驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極達(dá)林頓功率管GTO飽和電壓低、電流容量大、耐壓高的優(yōu)點(diǎn)，能正常工作于幾十千赫茲頻率范圍內(nèi)，故在較高頻率的大、中功率設(shè)備（如變頻器、UPS電源、光伏逆變器、高頻焊機(jī)等）應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。

隔離驅(qū)動(dòng)電路的目標(biāo)是應(yīng)用有限的器件，提供盡量可能可靠、性能盡量好的隔離驅(qū)動(dòng)方案。

目前，傳統(tǒng)的磁隔離驅(qū)動(dòng)電路有圖1和圖2兩種方式。其中，圖1電路屬于傳統(tǒng)的磁隔離驅(qū)動(dòng)方案，在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于隔直電容需要提供給變壓器一個(gè)反向的電壓以供變壓器磁恢復(fù)，而其壓降是與驅(qū)動(dòng)脈寬成正比，故此電路只適用于驅(qū)動(dòng)脈寬較小的領(lǐng)域，如開關(guān)電源領(lǐng)域。針對此情況，提出圖2改進(jìn)型的磁隔離驅(qū)動(dòng)電路，其電路因加入了自舉二極管、自舉電容而較好的補(bǔ)償了原邊損失的脈沖幅值，而得到廣泛應(yīng)用；但圖2所示電路因?yàn)闆]有二次側(cè)電源，故其無法提供負(fù)壓關(guān)斷而導(dǎo)致其抗干擾性能較弱，而導(dǎo)致IGBT無法快速關(guān)斷甚至誤導(dǎo)通，上述缺點(diǎn)都使其無法應(yīng)用在較大功率等級(jí)的設(shè)備中。

圖1和圖2針對需要磁隔離驅(qū)動(dòng)的拓?fù)洌ㄈ缍嚯娖侥孀兤鳌UCK降壓器、H4逆變橋等），無法滿足大功率、干擾較嚴(yán)重的工況下的磁隔離驅(qū)動(dòng)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種改善型磁隔離IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，抗干擾性能好，能夠應(yīng)用到功率等級(jí)更高，工作環(huán)境更加惡劣的電力電子設(shè)備中。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述改善型磁隔離IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其特征是：包括隔離驅(qū)動(dòng)變壓器、原邊驅(qū)動(dòng)電路、副邊驅(qū)動(dòng)電路和副邊驅(qū)動(dòng)軌電路；

所述原邊驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)發(fā)生模塊、驅(qū)動(dòng)放大模塊、原邊隔直電容C1和原邊阻尼電阻R1；所述隔離驅(qū)動(dòng)變壓器包括原邊繞組N1、第一副邊繞組N2和第二副邊繞組N3；所述副邊驅(qū)動(dòng)電路包括副邊自舉電容C6、副邊自舉二極管D2、副邊推挽驅(qū)動(dòng)電阻R3和推挽電路；所述副邊驅(qū)動(dòng)軌電路包括副邊整流二極管D1、副邊穩(wěn)壓二極管ZD1、穩(wěn)壓電阻R2、濾波電容C2、濾波電容C3、濾波電容C4和濾波電容C5；

所述原邊隔直電容C1和原邊阻尼電阻R1串聯(lián)，并與隔離驅(qū)動(dòng)變壓器原邊繞組N1串聯(lián)；