本发明专利技术公开了一种IGBT闭环主动驱动电路及其驱动方法，该电路包括正向开启模块和反向关断模块，正向开启模块和反向关断模块均包括共同构成闭环反馈通路的电平位移电路、第一逻辑控制电路、第二逻辑控制电路、第一电流驱动电路、第二电流驱动电路、第一比较器电路、第二比较器电路、第一延时电路和第二延时电路。本发明专利技术采用电流源模式，直接控制驱动电流，通过加快开关速度来减少开关损耗；通过采样dv/dt,di/dt信号，在IGBT开关动态过程中，实现对门极驱动电流的实时闭环控制，与传统开环模式的IGBT驱动电路相比，在加快开关速度同时不增加电压的超调量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子领域，尤其涉及一种IGBT闭环主动驱动电路及其驱动方法。
技术介绍
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘棚.双极型晶体管)是由 MOSFET(绝缘栅极场效应管)和BJT (双极型三极管)组成的复合电力电子器件。它既有BJT容量大且饱和压降低的优点，又具有MOSFET开关速度快和驱动功率小的优点，其频率特性介于MOSFET和BJT之间，可正常工作于几十kHz频率范围内，它广泛应用于变频器、照明电路、开关电源等领域。驱动电路是电力电子装置的一个重要组成部分，输入端连接到控制电路PWM信号的输出端，输出端连接到IGBT的门极。它将装置中的控制电路产生的PWM信号进行隔离传输、电平转换和功率放大，实现控制电路对IGBT进行开通关断控制，从而实现装置的功率变换功能。驱动电路作为高压主电路IGBT和低压控制电路的接口，是IGBT应用的关键技术和难点之一。驱动电路的好坏直接决定了 IGBT的可靠性，对变换器系统的安全稳定可靠运行有重要的作用；同时优化的驱动电路能使IGBT呈现出更加理想的开关特性，减少IGBT的开关时间，减少开关损耗，进而提高变换器系统的效率。在传统的电压型开环驱动模式中，加快开关速度可以减少开关损耗，但此时电压超调会增加，会带来EMI问题甚至造成器件过压损坏。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种IGBT闭环主动驱动电路及其驱动方法，采用电流源模式直接控制驱动电流且通过实时检测dv/dt、di/dt信号对门极驱动电流闭环控制。为实现上述目的，本专利技术提供一种IGBT闭环主动驱动电路，包括正向开启模块和反向关断模块，所述正向开启模块和反向关断模块均包括共同构成闭环反馈通路的电平位移电路、第一逻辑控制电路、第二逻辑控制电路、第一电流驱动电路、第二电流驱动电路、第一比较器电路、第二比较器电路、第一延时电路和第二延时电路；所述电平位移电路分别与第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路的输入端电连接，所述第一比较器电路通过第一延时电路与第二逻辑控制电路的输入端电连接，所述第二比较器电路通过第二延时电路与第二逻辑控制电路的输入端电连接，所述第一逻辑控制电路的输出端与第一电流驱动电路的输入端连接，所述第二逻辑控制电路的输出端与第二电流驱动电路的输入端电连接；且所述第一电流驱动电路和第二电流驱动电路的输出端均连接至IGBT的门极；该正向开启模块和反向关断模块均还包括用于检测IGBT开关过程中的di/dt信号的di/dt检测电路和用于检测IGBT开关过程中的dv/dt信号的dv/dt检测电路；所述di/dt检测电路连接至IGBT的发射极，所述dv/dt检测电路连接至IGBT的集电极； 所述电平位移电路将PWM驱动信号整体下降5V并输出到第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路的输入端，所述第一逻辑控制电路根据输入端的第一控制信号输出多个信号驱动第一电流驱动电路的工作状态，第一电流驱动电路的输出端连接至IGBT的门极；所述第一比较器电路将检测到的di/dt信号与第一参考电压进行比较并输出控制信号，所述第一延时电路将第一比较器电路输出的控制信号进行延时并输出到第二逻辑控制电路的输入端；所述第二比较器电路将检测到的dv/dt信号与第二参考电压进行比较并输出控制信号，所述第二延时电路将第二比较器电路输出的控制信号进行延时并输出到第二逻辑控制电路的输入端后第二逻辑控制电路开始工作，第二逻辑控制电路根据输入端的第二控制信号输出多个信号驱动第二电流驱动电路的工作状态，第二电流驱动电路的输出端连接至IGBT的门极；所述第一电流驱动电路和第二电流驱动电路在IGBT导通或者关断的瞬间为其提供大小可控的驱动电流。其中，所述正向开启模块和反向关断模块的工作原理一致，所述正向开启模块为IGBT提供正向开启瞬态驱动电流，所述反向关断模块为IGBT提供反向关断瞬态驱动电流。其中，所述电平位移电路包括并联的第一电平P沟道M0S管及第一电平N沟道M0S管、两者之间通过第二齐纳二极管串联的第二电平P沟道M0S管及第二电平N沟道M0S管、两者之间通过第一齐纳二极管串联的第三电平P沟道M0S管及第三电平N沟道M0S管、串联的第四电平P沟道M0S管及第四电平N沟道M0S管和串联的第五电平P沟道M0S管及第五电平N沟道M0S管，所述第一电平P沟道M0S管与第一电平N沟道M0S管构成电平反相器并输出与PWM信号反向的第一方波电压信号，且所述第一电平P沟道M0S管与第一电平N沟道M0S管的基极公共端连接至第三电平P沟道M0S管的基极，所述第一电平P沟道M0S管与第一电平N沟道M0S管的集电极公共端连接至第二电平P沟道M0S管的基极。其中，所述第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路的输入端上均设有PWM信号端、di/dt信号端、dv/dt信号端和五个选择信号端，且其的输出端上均设有多个SEL信号端，所述第一控制信号接入第一逻辑控制电路的五个选择信号端，所述第二控制信号接入第二逻辑控制电路的五个选择信号端，所述电平位移电路分别接入第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路的PWM信号端，所述第一延时电路接入第二逻辑控制电路的di/dt信号端，所述第二延时电路接入第二逻辑控制电路的dv/dt信号端；所述第一电路驱动电路和第二电流驱动电路上均设有多个驱动单元，第一逻辑控制电路上每个SEL信号端接入第一电路驱动电路内对应的驱动单元，所述第二逻辑控制电路上每个SEL信号端接入第二电路驱动电路内对应的驱动单元。其中，所述正向开启模块中第一电流驱动电路和第二电流驱动电路均包括并联的第一电流P沟道M0S管及第一电流N沟道M0S管、串联的第二电流P沟道M0S管及第二电流N沟道M0S管、串联的第三电流P沟道M0S管及第三电流N沟道M0S管和第四电流P沟道M0S管；所述第一电流P沟道M0S管与第一电流N沟道M0S管之间构成电流反相器并输出与第二方波电压信号反向的第三方波电压信号；且所述第一电流P沟道M0S管与第一电流N沟道M0S管的基极公共端连接至第三电流N沟道M0S管的基极，所述第一电流P沟道M0S管与第一电流N沟道M0S管的集电极公共端连接至第二电流N沟道M0S管的基极，所述第四电流P沟道M0S管连接至第二电流N沟道M0S管与第二电流P沟道M0S管的集电极公共端Ο其中，所述反向关断模块中第一电流驱动电路和第二电流驱动电路均包括并联的第五电流P沟道M0S管及第五电流N沟道M0S管、串联的第六电流P沟道M0S管及第六电流N沟道M0S管、串联的第七电流P沟道M0S管及第七电流N沟道M0S管和第八电流N沟道M0S管；所述第五电流P沟道M0S管与第五电流N沟道M0S管之间构成反相器并输出与第二方波电压信号反向的第四方波电压信号；且所述第五电流P沟道M0S管与第五电流N沟道M0S管的基极公共端连接至第七电流N沟道M0S管的基极，所述第五电流P沟道M0S管与第五电流N沟道M0S管的集电极公共端连接至第六电流N沟道M0S管的基极，所述第八电流N沟道M0S管连接至第六电流N沟道M0S管与第六电流P沟道M0S管的集电极公共端。其中，所述第一比较器电路和第二比较器电路均包括正向比较器电路和负向比较器电路，所述正向比较本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种IGBT闭环主动驱动电路，其特征在于，包括正向开启模块和反向关断模块，所述正向开启模块和反向关断模块均包括共同构成闭环反馈通路的电平位移电路、第一逻辑控制电路、第二逻辑控制电路、第一电流驱动电路、第二电流驱动电路、第一比较器电路、第二比较器电路、第一延时电路和第二延时电路；所述电平位移电路分别与第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路的输入端电连接，所述第一比较器电路通过第一延时电路与第二逻辑控制电路的输入端电连接，所述第二比较器电路通过第二延时电路与第二逻辑控制电路的输入端电连接，所述第一逻辑控制电路的输出端与第一电流驱动电路的输入端连接，所述第二逻辑控制电路的输出端与第二电流驱动电路的输入端电连接；且所述第一电流驱动电路和第二电流驱动电路的输出端均连接至IGBT的门极；该正向开启模块和反向关断模块均还包括用于检测IGBT开关过程中的di/dt信号的di/dt检测电路和用于检测IGBT开关过程中的dv/dt信号的dv/dt检测电路；所述di/dt检测电路连接至IGBT的发射极，所述dv/dt检测电路连接至IGBT的集电极；所述电平位移电路将PWM驱动信号整体下降5V并输出到第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路的输入端，所述第一逻辑控制电路根据输入端的第一控制信号输出多个信号驱动第一电流驱动电路的工作状态，第一电流驱动电路的输出端连接至IGBT的门极；所述第一比较器电路将检测到的di/dt信号与第一参考电压进行比较并输出控制信号，所述第一延时电路将第一比较器电路输出的控制信号进行延时并输出到第二逻辑控制电路的输入端；所述第二比较器电路将检测到的dv/dt信号与第二参考电压进行比较并输出控制信号，所述第二延时电路将第二比较器电路输出的控制信号进行延时并输出到第二逻辑控制电路的输入端后第二逻辑控制电路开始工作，第二逻辑控制电路根据输入端的第二控制信号输出多个信号驱动第二电流驱动电路的工作状态，第二电流驱动电路的输出端连接至IGBT的门极；所述第一电流驱动电路和第二电流驱动电路在IGBT导通或者关断的瞬间为其提供大小可控的驱动电流。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：童乔凌，王涛，钱雯，雷冕，李涛，
申请(专利权)人：童乔凌，王涛，钱雯，雷冕，李涛，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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