[發明專利]一種高壓大功率IGBT驅動電路

有效

• 申請號: 201711026272.9
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107733409B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 陳鵬;馬劍;陳治國;王超;佟妍;田立嶺;花清源;徐宏武;胡世豪;王棟
• 申請（專利權）人: 南京軌道交通系統工程有限公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種高壓大功率IGBT驅動電路，包括：驅動電源電路模塊、PWM信號收發模塊、高速雙通道比較器模塊、驅動電流放大模塊、反饋電路檢測模塊、鉗位電路模塊；驅動電源電路模塊為各模塊提供所需電源；PWM信號收發模塊和高速雙通道比較器模塊信號連接驅動電流放大模塊，驅動電流放大模塊生成的信號驅動IGBT，反饋電路檢測模塊連接高速雙通道比較器模塊，用于過流、短路的檢測；本發明的驅動電路可縮短開關時間，減少開關損耗，使IGBT工作在較理想的開關狀態下。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體指代一種高壓大功率IGBT驅動電路。

背景技術

目前，國內外IGBT驅動器技術在中小功率領域的應用較為成熟，主要采用模擬控制方式實現驅動，功能比較單一；IGBT 集中了MOSFET和GTR的優點，具有輸入阻抗高，開關速度快，熱穩定性好，通態壓降低，耐壓高，承受電流大等特點，近年來，廣泛應用于各個領域。采用一套性能良好的驅動電路可縮短開關時間，減少開關損耗，使IGBT工作在較理想的開關狀態下，同時對產品的運行效率、可靠性和安全性都有重要意義。IGBT 是電壓控制型器件，在其柵極發射極之間施加十幾伏的直流電壓，只有微安級的電流流過。IGBT驅動器是IGBT和DSP芯片之間的接口電路，其功能是將來自數字信號處理器的控制信號轉換成具有足夠功率的驅動信號，來實現IGBT安全的開通與關斷，為處理器和IGBT之間提供電氣隔離。為了在系統出現故障時IGBT得到正確和有效的保護，IGBT驅動器還需要提供相應的過流、過壓、短路等故障保護功能。

在相關技術中，采用軟件方法對輸入至IGBT管的PWM控制信號的脈沖寬度進行限制，但存在可能因程序跑飛或者死機造成脈沖寬度限制遺漏的不足；其二在控制芯片至IGBT管的G極之間有較多的電子元器件，PWM控制信號在傳輸中途，可能有其他脈沖加載到G極損壞IGBT管；其三驅動高達3300V、1500A高壓大功率IGBT工作，對電源和控制信號的隔離、絕緣有很高的要求。

發明內容

針對于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種高壓大功率IGBT驅動電路，本發明的驅動電路可縮短開關時間，減少開關損耗，使IGBT 工作在較理想的開關狀態下。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明的一種高壓大功率IGBT驅動電路，包括：驅動電源電路模塊、PWM信號收發模塊、高速雙通道比較器模塊、驅動電流放大模塊、反饋電路檢測模塊、鉗位電路模塊；

驅動電源電路模塊為各模塊提供所需電源；外部DSP發出PWM±信號經PWM接收模塊轉換成PWM信號，通過高速雙通道比較器模塊形成比較信號提供給驅動電流放大模塊，驅動電流放大模塊生成的IGBT驅動信號經鉗位電路模塊輸出到外部IGBT；此外，高速雙通道比較器模塊生成的另一個比較信號提供給反饋電路檢測模塊進行整個電路運行狀態的檢測；其中，

驅動電源電路模塊，其包含脈沖變壓器電路、全波整流橋電路、DC-DC 電源電路；

脈沖變壓器電路輸入端接外界電源脈沖，接地保護線端接機殼，脈沖變壓器電路實現電壓的轉換和隔離；

全波整流橋電路由D8、D9、D10、D11四個二極管組成，并分別連接上述脈沖變壓器電路的輸出端；

DC-DC電源電路由U6、U7兩個電源芯片及其外圍電路組成，兩個電源芯片的輸入端分別串聯一個電阻和電容形成RC濾波電路，兩個電源芯片的輸出端之間分別并聯有電容C13和C14，電容C13和C14上分別并聯有電容C18和C17，電容C18的正極為電源芯片U7輸出端，負極為GND端；電容C17的正極為電源GND 端，負極為電源芯片U6輸出端；