[發明專利]一種主從式IGBT 驅動電路

在審

• 申請號: 201710470314.1
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN109104174A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 陳宇;陳晶;鄭耿哲;彭力;康勇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;H03K17/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

一種主從式IGBT驅動電路，該IGBT驅動電路包括：總驅動模塊、一個主IGBT、至少一個從IGBT、一個主采集與處理電路、至少一個從采集與處理電路和至少一個比較與補償電路。由于本申請通過檢測主IGBT驅動回路中的電壓或電流信號，將其作為所有從IGBT的參考信號，檢測從IGBT驅動回路中對應的電壓或電流信號，將其作為反饋信號，在對反饋信號與參考信號進行比較后，產生調節電流直接注入從IGBT的柵極回路中補償反饋信號，使得反饋信號可迅速跟蹤參考信號，進而使得所有從IGBT的驅動信號跟蹤唯一的主IGBT驅動信號，各IGBT驅動信號保持一致，消除驅動路徑不同帶來的驅動不同步問題，實現各并聯IGBT電流的均衡。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種主從式IGBT驅動電路。

背景技術

由于結合了電力場效應管(MOSFET)和電力晶體管(BJT)的優勢，絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)具有輸入阻抗高、驅動功率小、開關特性好等優點，是一種理想的全控型器件，在電力電子設備中得到了廣泛的應用。

對于高壓大功率的電力電子設備，常常需要用到大電流的IGBT模塊，當電流進一步增加時，很難再找到滿足要求的IGBT模塊可供使用。為此，將多個IGBT并聯起來作為一個基本單元，成為一種兼顧成本與性能的有效選擇。然而，IGBT在并聯使用時，各個IGBT參數的不一致易造成各IGBT電流不均衡，如：一部分IGBT工作電流不足，而另一部分IGBT電流過載，電流長期過載將使得IGBT壽命縮短，大大降低整個IGBT并聯運行的可靠性，甚至造成IGBT器件和裝置的損壞。

并聯使用IGBT需解決的關鍵技術問題是如何保證各支流IGBT電流的均衡。現有的技術常通過改進制造工藝和篩選流程來保證IGBT自身參數的一致性，或通過改進封裝與集成工藝保證線路布局的一致性。但是，僅僅如此并不足夠，因為各個IGBT驅動回路受驅動電路形式、電路布局和所采用的芯片、電阻、電容等元件精度以及設計者經驗等多種因素影響，導致各支流IGBT驅動電壓的不一致，因此還是難以保證各支流IGBT電流的均衡。

專利CN201610634166公開了一種新型的適用于任意多半導體并聯的驅動電路，該專利通過采用一塊主驅動板驅動所有并聯的IGBT，以解決IGBT并聯驅動數量多，成本高的問題，但在實際操作時受布局限制，主驅動板到每個IGBT的驅動回路長度不可能完全一致，加之每個驅動電阻不可避免地存在一定的精度誤差，導致驅動不同步問題，每個IGBT的實際驅動電壓并不一致，進而導致各IGBT電流不均衡。專利CN201420839432公開的一種并聯IGBT驅動電路，利用一個驅動芯片驅動多個IGBT，從而減緩采用多個驅動芯片時，驅動芯片個體差異而帶來的電流不均衡問題，但亦沒有考慮驅動路徑不同帶來的驅動不同步問題，因而亦不能保證并聯的IGBT電流均衡。

發明內容

本申請提供一種主從式IGBT驅動電路，減少驅動芯片所需數量和由于驅動芯片個體差異所帶來的不一致，使得各IGBT驅動信號的保持一致，實現各并聯IGBT電流的均衡。

本申請提供一種主從式IGBT驅動電路,包括：總驅動模塊、一主IGBT、至少一個從IGBT、一個主采集與處理電路、至少一個從采集與處理電路和至少一個比較與補償電路；

主IGBT與從IGBT并聯，總驅動模塊與各IGBT柵極相連接，為各IGBT提供驅動信號；

主采集與處理電路與主IGBT相連接，用于檢測并輸出主IGBT驅動回路的電壓信號或電流信號；

從采集與處理電路與從IGBT相連接，與從IGBT一一對應設置，用于檢測并輸出從IGBT驅動回路的電壓信號或電流信號；