[發(fā)明專利]適用于高速變頻器的IGBT驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910255556.8
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109861505A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊德玉;邱錦波;藍(lán)馬;黎青;闞文浩;馮大盛;盛永林;許寄橋;高占峰
• 申請（專利權(quán)）人: 天地科技股份有限公司上海分公司;天地上海采掘裝備科技有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種適用于高速變頻器的IGBT驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具體為：驅(qū)動信號生成模塊設(shè)的IGBT開通信號輸出端經(jīng)開通信號隔離模塊連接開通信號放大單元的控制端，驅(qū)動信號生成模塊設(shè)的IGBT關(guān)斷信號輸出端經(jīng)關(guān)斷信號隔離模塊連接關(guān)斷信號放大單元的控制端，開通信號放大單元的電源端經(jīng)高阻態(tài)預(yù)防單元連接多路隔離電源的正極電源輸出端，關(guān)斷信號放大單元的電源端直接連接多路隔離電源的負(fù)極電源輸出端，開通信號放大單元和關(guān)斷信號放大單元的輸出端同時連接IGBT門極。本發(fā)明能用于高速變頻器驅(qū)動電路中，具有軟關(guān)斷功能，且整體集成度高、電路簡單實用、保護(hù)可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，尤其是適用于高速變頻器的IGBT驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的驅(qū)動能力及開關(guān)速度得到了極大提高。以IGBT為硬件核心的變頻器產(chǎn)品也在開關(guān)頻率上有了極大提升，普通變頻器輸出頻率已提升至數(shù)千赫茲級別，對應(yīng)的IGBT開關(guān)頻率也提升至數(shù)十千赫茲左右的水平，給變頻器整個硬件系統(tǒng)帶來了相對嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。

尤其是IGBT驅(qū)動電路系統(tǒng)，過高的開關(guān)頻率對驅(qū)動回路的信號傳輸及保護(hù)都帶來了較大的挑戰(zhàn)，通用型的驅(qū)動電路方案在集成度、電路保護(hù)以及軟關(guān)斷等技術(shù)上已經(jīng)無法滿足高速變頻器的應(yīng)用需求。主要存在的問題有：

1.驅(qū)動電路軟關(guān)斷實施方案復(fù)雜：在變頻器輸出短路或發(fā)生過電流情況時，IGBT需要快速可靠關(guān)斷，以確保自身不會因運(yùn)行指標(biāo)超過SOA區(qū)域或者熱擊穿損壞。但是由于變頻器回路寄生電感的存在，過快的切除Ic電流有可能會引起電壓尖峰，使得回路中元器件過電壓損壞。IGBT軟關(guān)斷技術(shù)可有效解決元件自身因快速關(guān)斷而導(dǎo)致的尖峰電壓問題，但是常規(guī)的軟關(guān)斷方案過于復(fù)雜不利于系統(tǒng)的高集成度設(shè)計，例如申請?zhí)枮?01410073568.6的中國發(fā)明專利申請中的軟關(guān)斷方案。

2.驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)集成度低：驅(qū)動電源、隔離模塊以及保護(hù)電路間的配合關(guān)系不好，整個電路離散性大，導(dǎo)致隔離、驅(qū)動以及保護(hù)電路集成度低、故障點增加。

3.驅(qū)動電路在驅(qū)動控制信號存在串?dāng)_以及線路異常導(dǎo)致的高阻輸入等異常狀態(tài)時，可能導(dǎo)致IGBT驅(qū)動及保護(hù)動作失效，進(jìn)而引起IGBT模塊嚴(yán)重故障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供了一種適用于高速變頻器的IGBT驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，解決通用變頻器驅(qū)動電路在應(yīng)用于高開關(guān)頻率場合時存在的軟關(guān)斷方案復(fù)雜、驅(qū)動拓?fù)浼啥鹊鸵约翱赡艽嬖诘男盘柺У葐栴}。

本發(fā)明的主要技術(shù)方案有：

一種適用于高速變頻器的IGBT驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括驅(qū)動信號生成模塊、驅(qū)動信號隔離模塊、多路隔離電源、驅(qū)動信號放大單元和用于檢測所述多路隔離電源狀態(tài)的高阻態(tài)預(yù)防單元，所述驅(qū)動信號生成模塊設(shè)有一個IGBT單橋臂開關(guān)驅(qū)動信號輸入端、一個IGBT開通信號輸出端和一個IGBT關(guān)斷信號輸出端，所述驅(qū)動信號隔離模塊包括開通信號隔離模塊和關(guān)斷信號隔離模塊，所述驅(qū)動信號放大單元包括開通信號放大單元和關(guān)斷信號放大單元，所述IGBT開通信號輸出端經(jīng)所述開通信號隔離模塊連接所述開通信號放大單元的控制端，所述IGBT關(guān)斷信號輸出端經(jīng)所述關(guān)斷信號隔離模塊連接所述關(guān)斷信號放大單元的控制端，所述開通信號放大單元的電源端經(jīng)所述高阻態(tài)預(yù)防單元與所述多路隔離電源的正極電源輸出端相連，所述關(guān)斷信號放大單元的電源端直接與所述多路隔離電源的負(fù)極電源輸出端相連，所述開通信號放大單元和關(guān)斷信號放大單元的輸出端相連接，并構(gòu)成為IGBT模塊的門極連接端。

所述驅(qū)動信號隔離模塊優(yōu)選采用高速光耦隔離的方式進(jìn)行信號的隔離輸出。