一种两级钳位的驱动电路装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种两级钳位的驱动电路装置包括光纤连接器、电源输入连接器、电源转换电路、互锁电路、故障指示与反馈电路、驱动芯片、上桥臂电路和下桥臂电路；上桥臂电路和下桥臂电路相同并均连接至驱动芯片；电源输入连接器与控制电路连接；光纤连接器与控制电路连接；驱动芯片与故障指示与反馈电路连接，故障指示与反馈电路连接至光纤连接器的光纤输出；互锁电路分别连接驱动芯片和故障指示与反馈电路；光纤连接器的光纤输入连接至互锁电路。本发明专利技术解决了驱动电路只能对IGBT集电极进行单级钳位的问题，本发明专利技术可以有效的对IGBT关断过程中的过电压进行钳位，也可以对IGBT在关断状态时的母线过电压进行钳位，有效的保护了IGBT因为过压而造成的失效。

【技术实现步骤摘要】
一种两级钳位的驱动电路装置
本专利技术属于IGBT
，涉及一种驱动电路，尤其是一种两级钳位的驱动电路装置。
技术介绍
IGBT具有开关频率高、导通功耗小及门极控制方便等特点，在大功率变换系统中得到广泛应用。在IGBT应用中，除其本身的技术水平外，另一个重要的因素是其驱动器的设计是否合理与可靠。采用驱动和配置进行分离的方式可以更好的进行驱动控制，也更有利于一块驱动板驱动一个桥臂两个IGBT的功能的实现。现有技术中，IGBT驱动装置只支持单级有源钳位，IGBT驱动装置驱动电源转换电路输入范围小，IGBT驱动输入信号抗干扰性能差。综上所述，现有技术有以下缺点：1)现有技术驱动电路只能对IGBT关断过程中出现的集电极过压进行钳位。2)现有技术驱动电源转换电路输入范围小、稳压性能差、可靠性低。3)现有技术驱动电路输入信号传输信号干扰大、信号完整性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种两级钳位的驱动电路装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：这种两级钳位的驱动电路装置包括光纤连接器、电源输入连接器、电源转换电路、互锁电路、故障指示与反馈电路、驱动芯片、上桥臂电路和下桥臂电路；所述上桥臂电路和下桥臂电路结构相同并分别连接至驱动芯片；所述电源输入连接器与外部控制电路连接；所述光纤连接器与外部控制电路连接；所述驱动芯片与故障指示与反馈电路连接，故障指示与反馈电路连接至光纤连接器的光纤输出；所述互锁电路分别连接驱动芯片和故障指示与反馈电路；所述光纤连接器的光纤输入连接至互锁电路。进一步，上述电源输入连接器连接有供电电源；电源输入连接器连接至电源转换电路。进一步，上述电源输入连接器为WAGO接线端子；所述电源转换电路采用LM317三端稳压器设计电源稳压电路。进一步，上述供电电源采用带过流保护的输入范围宽的DC-DC电源模块，输入9～36V，输出为15V±2％，纹波系数小于5％。进一步，上述光纤连接器为AVAGO光收发器，包括输入光纤和输出光纤。进一步，上述故障指示与反馈电路将驱动芯片产生的故障信号以及互锁电路检测到的故障信号放大整理后，将故障信号通过外部控制电路传递给控制系统，控制系统将封锁驱动信号。进一步，上述互锁电路防止上下管同时导通，互锁电路检测到上下管有直通信号，随即将故障信号发送至故障指示与反馈电路同时切断驱动信号。进一步，上述上桥臂电路和下桥臂电路将驱动芯片调理后的驱动脉冲引入驱动输出电路，驱动输出电路由开通关断电阻以及分布在配置板上的Vce有源钳位电路、两极钳位电路和门极稳压电路组成。进一步，上述电源转换电路为DC-DC电源模块。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术解决了驱动电路只能对IGBT集电极进行单级钳位的问题，本专利技术可以有效的对IGBT关断过程中的过电压进行钳位，也可以对IGBT在关断状态时的母线过电压进行钳位，有效的保护了IGBT因为过压而造成的失效。进一步的，本专利技术解决了驱动电源输入单一问题，本设计采用带过流保护的输入为9-36V超宽范围的电源模块，可以保证输出电压的稳定性。进一步的，本专利技术驱动板与TCU的信号传输及反馈均采用光纤连接，有利于增强抗干扰能力，提高了信号传输的可靠性。进一步的，本专利技术采用两块电路板的设计方式，驱动电路板通过线束连接安装在IGBT上的配置电路板，驱动功能和保护检测功能分别在驱动板和配置板上，更好的实现了驱动电路的高低压隔离。附图说明图1为本专利技术的驱动板与原理框图；图2为本专利技术的驱动板功能布局图；图3为本专利技术的配置版功能布局图。其中：1为驱动芯片；2为互锁电路；3为故障指示与反馈电路；4为光纤连接器；5为电源转换电路；6为电源输入连接器；7为开通关断电阻；8为Vce有源钳位电路；9为驱动板I/O连接器；10为退饱和检测电路；11为配置板I/O连接器；12为两极钳位电路；13为门级稳压电路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：本专利技术支持一个上下桥臂两个IGBT的驱动，参见图1-图3：本专利技术的两级钳位的驱动电路装置包括光纤连接器4、电源输入连接器6、电源转换电路5、互锁电路2、故障指示与反馈电路3、驱动芯片1、上桥臂电路和下桥臂电路；上桥臂电路和下桥臂电路结构相同并分别连接至驱动芯片1；电源输入连接器6与外部控制电路连接；光纤连接器4与外部控制电路连接；驱动芯片1与故障指示与反馈电路3连接，故障指示与反馈电路3连接至光纤连接器4的光纤输出4.1；互锁电路2分别连接驱动芯片1和故障指示与反馈电路3；光纤连接器4的光纤输入4.2连接至互锁电路2。本专利技术的电源转换电路5为DC-DC电源模块。电源输入连接器6连接有供电电源；电源输入连接器6连接至电源转换电路5。电源输入连接器6为WAGO接线端子；所述电源转换电路5采用LM317三端稳压器设计电源稳压电路。供电电源采用带过流保护的输入范围宽的DC-DC电源模块，输入9～36V，输出为15V±2％，纹波系数小于5％。光纤连接器4为AVAGO光收发器，包括输入光纤和输出光纤。故障指示与反馈电路3将驱动芯片1产生的故障信号以及互锁电路2检测到的故障信号放大整理后，将故障信号通过外部控制电路传递给控制系统，控制系统将封锁驱动信号。互锁电路2防止上下管同时导通，互锁电路2检测到上下管有直通信号，随即将故障信号发送至故障指示与反馈电路3同时切断驱动信号。上桥臂电路和下桥臂电路将驱动芯片1调理后的驱动脉冲引入驱动输出电路，驱动输出电路由开通关断电阻7以及分布在配置板上的Vce有源钳位电路8、两极钳位电路12和门极稳压电路13组成。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步进行说明：本实施例按照上述方案设计IGBT驱动电路，电路整体结构布局如图2、3所示：外部控制电路提供的电源通过电源输入连接器6接入驱动电路装置。外部控制信号通过光纤接收器4输入接入驱动装置，通过光纤接收器4反馈回控制电路。DC-DC电源模块U7为驱动板提供可靠的电源输入。限流电阻、滤波电容、钳位二极管与光纤接收器组成两路故障反馈电路，将驱动芯片1和互锁电路2产生的故障信号放大整理后，将故障信号传递给控制系统，控制系统将封锁脉冲信号。电阻、滤波电容和施密特触发器组成互锁电路2，能防止直通信号，将故障信号发送至故障反馈电路，同时切断驱动信号。输出电路由电阻R203、R204、R205、R206和R201组成开关电阻电路，每路输出包括两个并联的开通电阻和两个并联的关断电阻。可以及时根据IGBT参数进行调整及优化。配置板上的集电极分压电阻以及驱动板上RC充电响应电路共同组成退饱和检测电路，在检测到IGBT发生退饱和的短路故障将故障信息反馈给驱动芯片进行短路保护。配置板D1～D11、D15、D16、R30、R31、Q组成集电极的两级钳位电路，可以在IGBT关断过程中和关断状态时的过电压进行钳位。配置板上的支撑电容、钳位二极管组成门极稳压保护电路，在门极电压出现过压时能进行有效的调节。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两级钳位的驱动电路装置，其特征在于，包括光纤连接器(4)、电源输入连接器(6)、电源转换电路(5)、互锁电路(2)、故障指示与反馈电路(3)、驱动芯片(1)、上桥臂电路和下桥臂电路；所述上桥臂电路和下桥臂电路结构相同并分别连接至驱动芯片(1)；所述电源输入连接器(6)与外部控制电路连接；所述光纤连接器(4)与外部控制电路连接；所述驱动芯片(1)与故障指示与反馈电路(3)连接，故障指示与反馈电路(3)连接至光纤连接器(4)的光纤输出(4.1)；所述互锁电路(2)分别连接驱动芯片(1)和故障指示与反馈电路(3)；所述光纤连接器(4)的光纤输入(4.2)连接至互锁电路(2)。

【技术特征摘要】
1.一种两级钳位的驱动电路装置，其特征在于，包括光纤连接器(4)、电源输入连接器(6)、电源转换电路(5)、互锁电路(2)、故障指示与反馈电路(3)、驱动芯片(1)、上桥臂电路和下桥臂电路；所述上桥臂电路和下桥臂电路结构相同并分别连接至驱动芯片(1)；所述电源输入连接器(6)与外部控制电路连接；所述光纤连接器(4)与外部控制电路连接；所述驱动芯片(1)与故障指示与反馈电路(3)连接，故障指示与反馈电路(3)连接至光纤连接器(4)的光纤输出(4.1)；所述互锁电路(2)分别连接驱动芯片(1)和故障指示与反馈电路(3)；所述光纤连接器(4)的光纤输入(4.2)连接至互锁电路(2)。2.根据权利要求1所述的两级钳位的驱动电路装置，其特征在于，所述电源输入连接器(6)连接有供电电源；电源输入连接器(6)连接至电源转换电路(5)。3.根据权利要求2所述的两级钳位的驱动电路装置，其特征在于，所述电源输入连接器(6)为WAGO接线端子；所述电源转换电路(5)采用LM317三端稳压器设计电源稳压电路。4.根据权利要求2所述的两级钳位的驱动电路装置，其特征在于，所述供电电源采用带过流保护的输入范围宽的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦，梁海刚，王立虎，牛勇，王翠云，
申请(专利权)人：西安中车永电电气有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61