[發明專利]一種全橋IGBT驅動電路及其實現方法

有效

• 申請號: 202010500180.5
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111614240B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 崔士軍;張立偉;徐凱;劉蘭兵
• 申請（專利權）人: 積成電子股份有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M1/38
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

本發明提供了一種全橋IGBT驅動電路及其實現方法，本發明通過同時使用CPU的兩個IO接口作為控制信號，兩個控制信號電平相同時，IGBT驅動信號沒有輸出，全橋電路不動作，兩個控制信號一個為低一個為高時，驅動信號才有輸出，全橋電路動作，當兩個控制信號電平高低不同且同時翻轉時，驅動信號切換，全橋電路輸出電壓翻轉，解決了互斥性問題；將控制分合閘兩組IGBT的驅動芯片的驅動端串聯，并在回路中串有限流電阻，保證分合閘操作的兩組IGBT同時導通和關斷，解決了同步性問題；在串聯的兩個驅動芯片輸入端并聯小容量電容，電容與限流電阻構成RC延時電路，增加分合閘操作死區延時，防止合閘后立即分閘，或者分閘后立即合閘，解決了間歇性問題。

技術領域

本發明涉及全橋IGBT驅動技術領域，特別是涉及一種全橋IGBT驅動電路及其實現方法。

背景技術

在配電網供電系統中，永磁操作機構因具有結構簡單、可靠性高以及動作速度快等優點，在配電線路中應用較多。單穩態永磁操作機構的分合閘操作共用一個電磁線圈，正向施加直流電壓為合閘，反向施加直流電壓為分閘，常規驅動電路功率輸出級是由4個IGBT組成的全橋電路，母線電壓為DC220V或者DC380V，如圖1所示，Q801和Q804同時導通為合閘，Q803和Q802同時導通為分閘。

而全橋電路中的4個IGBT，本身也需要驅動電路，該驅動電路需要具備三個特點，第一是互斥性，即分合閘操作不可以同時進行，否則會導致母線電壓短路，燒壞器件；第二是同步性，即一側上橋臂IGBT和另一側下橋臂IGBT導通和關斷要同步，如圖1中的Q801和Q804，Q803和Q802，如果不同步會導致先導通的管子是CE零壓導通，后導通的是CE全壓導通，會增加后者的開通損耗，同理后關斷的管子關斷損耗也會增加，不利于長期運行；第三個是間歇性，合閘操作執行完畢之后，在極短的時間內不能立即進行分閘操作，因為IGBT器件從完全導通狀態到完全關斷狀態是需要時間的，如果上橋臂尚未完全關斷，下橋臂就開始導通，會增加管子損耗，輕則發熱嚴重，重則損壞。因此，分合閘操作必須要有死區間隔。

發明內容

本發明的目的是提供一種全橋IGBT驅動電路及其實現方法，旨在解決現有技術中IGBT驅動電路無法同時滿足互斥性、同步性以及間歇性的問題，實現以低成本、低復雜度電路實現IGBT的驅動。

為達到上述技術目的，本發明提供了一種全橋IGBT驅動電路，所述驅動電路包括：

合閘驅動電路以及分閘驅動電路；

所述合閘驅動電路包括兩個輸入串聯的驅動隔離芯片，其中合閘驅動電路的一個驅動隔離芯片的一個輸入端連接單片機的一個IO接口的控制信號CPU_LTRP_HCLS_CTR，另一個輸入端連接合閘驅動電路的另一個驅動隔離芯片的一個輸入端，合閘驅動電路的另一個驅動隔離芯片的另一個輸入端連接單片機的另一個IO接口的控制信號CPU_HTRP_LCLS_CTR，合閘驅動電路的兩個驅動隔離芯片的驅動信號輸出端分別連接控制合閘操作的兩個IGBT的控制引腳；

所述分閘驅動電路包括兩個輸入串聯的驅動隔離芯片，其中分閘驅動電路的一個驅動隔離芯片的一個輸入端連接單片機的一個IO接口的控制信號CPU_HTRP_LCLS_CTR，另一個輸入端連接分閘驅動電路的另一個驅動隔離芯片的一個輸入端，分閘驅動電路的另一個驅動隔離芯片的另一個輸入端連接單片機的控制信號CPU_LTRP_HCLS_CTR，分閘驅動電路的兩個驅動隔離芯片的驅動信號輸出端分別連接控制分閘操作的兩個IGBT的控制引腳；

其中，單片機的兩個控制信號CPU_LTRP_HCLS_CTR以及CPU_HTRP_LCLS_CTR分別經過限流電阻連接驅動隔離芯片輸入端；