[發明專利]一種電子開關串聯結構的驅動電路

有效

• 申請號: 201810140647.2
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN110149110B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 陶順祝;陶冬毅
• 申請（專利權）人: 陶順祝
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 黃麗莉

本發明公開了一種電子開關串聯結構的驅動電路，該驅動電路包括：電子開關模塊和有源驅動模塊，電子開關模塊包括：n個串聯連接的電子開關，且n個電子開關的DS結依次串聯；有源驅動模塊包括：n個有源驅動電路。本發明中，從電子開關K2到電子開關Kn依次得到電子開關K1的供電電能和驅動脈沖，電子開關K1到電子開關Kn依次開通和關閉；n個電子開關全部具備有源驅動電路納秒級別的開關性能，適合n個電子開關串聯結構使用時高頻柵極功率驅動電路。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種電子開關串聯結構的驅動電路。

背景技術

電子開關電路中，對于以IGBT管為電子開關的驅動電路中，當單管IGBT的DS結耐壓，達不到工作電壓的耐壓要求時，需要多只IGBT串聯使用，每個單管IGBT有源驅動電路均采用光纖、變壓器或母線電壓經過電阻降壓再穩壓的電路結構；可以理解為光耦合、磁耦合、電平轉換類的電子耦合三種方式。

其中：電子耦合具有簡單、可靠、高速的特征。

電子耦合實現n個IGBT串聯的驅動方式，如圖1所示，按2只IGBT或MOS串聯工作說明其工作原理；母線電壓經過電阻R1和R2串聯降壓，R2降壓再經過穩壓二極管DW穩壓，K1的DS結開關脈沖動作，作為K2的驅動脈沖信號和驅動電路的能量來源；K2的驅動方式屬于無源驅動方式；由于K2的驅動電流受到母線分壓電阻R1和R2的限制，驅動脈沖的電能量及其微弱，導致K2驅動脈沖前沿上升和后沿下降時間都在微秒級別以上；這個上升和下降時間就是K2的線性工作區域損耗；K2的開關損耗很大，開關效率低，可靠性差。同時，母線電壓分壓電阻R1和R2，也產生了無功損耗。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種簡單，高效率，高速度的IGBT或MOS等電子開關類串聯結構的驅動電路。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種電子開關串聯結構的驅動電路，包括：電子開關模塊和有源驅動模塊，

電子開關模塊包括：電子開關K1至電子開關Kn，且n個電子開關的DS結依次串聯連接，第n個電子開關Kn的S結與第n-1個電子開關Kn-1的D結連接，其中：n≥2，n為整數；

有源驅動模塊包括：有源驅動電路Drl至Drn、濾波電容C1至Cn、限流元件R12至R1n、電位轉換隔離二極管D12至D1n以及驅動信號隔離二級管D22至D2n，有源驅動電路對與其對應連接的電子開關進行驅動；

與電子開關K1連接的有源驅動電路Drl的輸入端與脈沖發生器連接；

有源驅動電路Drl的供電端與Vcc供電端連接；

有源驅動電路Drl的地線端分別與Vcc地線端、濾波電容C1和電子開關K1的S結連接；

有源驅動電路Drl的輸出端與電子開關K1的G結連接；

電子開關K1的D結和電子開關K2的S結相連接；

與電子開關Kn連接的有源驅動電路Drn的輸入端通過驅動信號隔離二極管D2n與Vcc供電端連接；

有源驅動電路Drn的供電端通過限流元件R1n和電位轉換隔離二極管D1n與VCC供電端連接，且有源驅動電路Drn的供電端還與濾波電容Cn連接；

有源驅動電路Drn的地線端分別與濾波電容Cn、電子開關Kn的S結和電子開關Kn-1的D結相連接；

有源驅動電路Drn的輸出端與電子開關Kn的G結連接；

從電子開關K2到電子開關Kn依次得到電子開關K1的供電電能和驅動脈沖，電子開關K1到電子開關Kn依次開通和關閉。