[發明專利]一種IPM驅動電路

有效

• 申請號: 202110491990.3
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113381585B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 陳慶;陳滔;孫曉峰;張明華;張彬彬;張振明;曹辰磊;詹曉燕;王春子;范里蓉;劉萍;劉丹丹;胡文婷;李海波;李燕
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02H7/12;H02H3/08;H02H3/24;H02M1/00;H02M1/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發明一種用于IPM驅動電路，該驅動保護電路設計可以實現IGBT過流的快速保護，保護延時在1微秒以內；通過IGBT驅動電路實現了低有效的IGBT驅動，該驅動的好處是抗干擾能力強，驅動速度快；通過欠壓保護功能的設定，避免了驅動電路因驅動電壓不夠導致IGBT無法完全開通，使IGBT性能受影響。本發明使IGBT工作在可靠的驅動電壓下，同時避免了短路照成產品的損傷。

技術領域

本發明屬于伺服技術領域，設計了一種IPM驅動電路。

背景技術

智能功率模塊IPM(Intelligent Powr Module)不僅把功率開關器件和驅動電路集成在一起,而且還內藏有過電壓,過電流和過熱等故障檢測電路,并可將檢測信號送到CPU或DSP作中斷處理。它由高速低工耗的管芯和優化的門級驅動電路以及快速保護電路構成。即使發生負載事故或使用不當,也可以IPM自身不受損壞。IPM一般使用IGBT作為功率開關元件,并內藏電流傳感器及驅動電路的集成結構，有如下好處：

(1)開關速度快。IPM內的IGBT芯片都選用高速型,而且驅動電路緊靠IGBT芯片,驅動延時小,所以IPM開關速度快,損耗小。

(2)低功耗。IPM內部的IGBT導通壓降低,開關速度快,故IPM功耗小。

(3)快速的過流保護。IPM實時檢測IGBT電流,當發生嚴重過載或直接短路時,IGBT將被軟關斷,同時送出一個故障信號。

(4)抗干擾能力強。優化的門級驅動與IGBT集成,布局合理,無外部驅動線。

(5)驅動電源欠壓保護。當低于驅動控制電源(一般為15V)就會造成驅動能力不夠,增加導通損壞。IPM自動檢測驅動電源,當低于一定值超過10μs時,將截止驅動信號。

(6)IPM內藏相關的外圍電路?？s短開發了時間。

(7)無須采取防靜電措施。

(8)大大減少了元件數目。體積相應小。

IPM技術趨勢根據具體應用需求，IPM可采用各種不同的晶圓技術如平面MOSFET、超結、場截止IGBT、碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等，以及封裝技術如扁平無引腳(QFN)、全塑(Full pack)、陶瓷基板、AI2O3、氮化鋁(AIN)、絕緣金屬基板技術(IMST)、直接鍵合銅(DBC)、單列直插(SIP)、二合一(PFC+變頻器INVERTER)等，以盡量減小熱阻，降低導通損耗和開關損耗，同時確保高集成度、高開關速度、高能效、高可靠性和出色的EMI性能。

隨著電力電子技術、計算機技術和超大規模集成電路技術的快速發展，變頻調速系統趨向數字化和高集成度方向發展。變頻器的功率器件也經歷了從SCR,GTO到IGBT的發展歷程，控制方式也從最初的v/f控制，發展到矢量控制，直接轉矩控制。變頻家電等控制系統中，功率驅動器件是必不可少的，智能功率模(IPM)就是一個典型的高度集成的功率驅動器件。傳統的IGBT模塊不具備過流保護、欠壓保護等保護功能，不具過流保護功能會導致IGBT容易短路燒毀。并且傳統的驅動方式驅動芯片距離IGBT較遠，導致驅動寄生電感大，影響驅動效果。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種用于IPM驅動電路，解決了IPM模塊的過流保護、欠壓保護和大電流驅動等問題。

本發明的技術方案是：一種用于IPM驅動電路，包括電阻R1-電阻15，電容C1-電容C7，二極管D1，三極管T-三極管T3，芯片U1-芯片U2；