一种高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，包括IGBT、驱动电路和单片机；其中：驱动电路包括光电耦合器OP1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电容C1和稳压管ZD1；IGBT的集电极和发射极串联连接在工作负载的供电回路上。本实用新型专利技术提供的高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，通过驱动电路向IGBT栅极输出大于+15V的正电压信号或者小于‑5V负电压信号；可靠的实现IGBT开关管的打开和关闭功能，有效防止IGBT受到电路中电压噪声的影响；同时通过光电耦合器实现单片机与驱动电路的电气隔离，提高控制电路的安全性。

A High Reliability and Low Cost IGBT Switch Control Circuit

The utility model provides a low-cost IGBT switch control circuit with high reliability, including IGBT, driving circuit and single-chip computer. The driving circuit includes optocoupler OP1, transistor Q1, transistor Q2, transistor Q3, capacitor C1 and voltage regulator ZD1. The collector and emitter of IGBT are connected in series on the power supply circuit of the working load. The high reliability and low cost IGBT switch control circuit provided by the utility model outputs positive voltage signal greater than + 15V or negative voltage signal less than 5V to the IGBT gate through the driving circuit; realizes the opening and closing functions of the IGBT switch reliably, effectively prevents the IGBT from being affected by the voltage noise in the circuit; and realizes the electricity of the single chip computer and the driving circuit through the photoelectric coupler. Gas isolation improves the safety of control circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路
本技术涉及电力电子技术，特别涉及一种高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有绝缘栅型场效应管的高输入阻抗和双极型三极管的低导通压降两方面的优点，驱动功率小而饱和压降低，非常适合应用于变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。为使IGBT能可靠工作，需要设计IGBT的驱动电路，以确保能够向IGBT提供适当的正向栅压，使IGBT处于导通状态，并当IGBT需要处于截止状态时，停止向IGBT提供正向栅压。现有IGBT的驱动电路一般采用专用于IGBT驱动的芯片进行IGBT的驱动，然而其电路结构较复杂，成本较高。所以设计一款具有成本优势、高安全性的IGBT驱动电路是十分必要的。
技术实现思路
为解决上述现有技术中提到的不足，本技术提供一种高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，包括IGBT、驱动电路和单片机；其中：所述驱动电路包括光电耦合器OP1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电容C1和稳压管ZD1；所述光电耦合器OP1中发光二极管的阳极连接至单片机，所述光电耦合器OP1中发光二极管的阴极连接至地线；所述光电耦合器OP1中光敏三极管的集电极分别通过电阻R10连接至第一直流电源、通过的电阻R13连接至三极管Q1的基极；所述光电耦合器OP1中光敏三极管的发射极连接至地线；所述三极管Q1的发射极连接至地线；所述三极管Q1的集电极分别与所述三极管Q2的基极、所述三极管Q3的基极以及电阻R11的一端相连接；所述电阻R11的另一端连接至所述第一直流电源；所述三极管Q2的集电极通过电阻R12连接至所述第一直流电源；所述三极管Q2的发射极与所述三极管Q3的发射极相连接，所述三极管Q2的发射极还通过电阻R2连接至IGBT的栅极；所述三极管Q3的集电极连接至地线；所述稳压管ZD1的负极分别通过电阻R1连接至第一直流电源、通过电阻R3连接至所述IGBT的栅极，所述稳压管ZD1的负极还连接至所述IGBT的发射极；所述电容C1与所述稳压管ZD1并联连接；所述IGBT的集电极和发射极串联连接在工作负载的供电回路上。进一步地，所述三极管Q1和所述三极管Q2为NPN型三极管；所述三极管Q3为PNP型三极管。进一步地，所述三极管Q1的基极还通过电容C2连接至地线。进一步地，所述三极管Q2的集电极还通过电容C3连接至所述第一直流电源。进一步地，所述第一直流电源的输出电压为+24V。进一步地，还包括过流保护电路；所述过流保护电路包括三极管Q4、三极管Q5和过流侦测电路；所述三极管Q5的集电极和发射极串联连接在所述光电耦合器OP1中发光二极管的阴极与地线的连接线上；所述三极管Q5的基极通过电阻R5连接至第二直流电源；所述三极管Q5的基极还与所述三极管Q4的集电极相连接；所述三极管Q4的发射极连接至地线，所述三极管Q4的基极连接至所述过流侦测电路；所述过流侦测电路用于根据所述工作负载的供电回路上通过的电流值大小，向所述三极管Q4的基极输出高电平电压或者低电平电压。进一步地，所述过流侦测电路包括电流采样电阻RH和电压比较器；所述电流采样电阻RH串联连接在所述工作负载的供电回路上，电容C4和电阻R14串联连接后与所述电流采样电阻RH并联连接；所述电压比较器的反相输入端连接至所述电容C4与所述电阻R14的公共端，所述电压比较器的正相输入端通过电阻R15连接至基准电源；所述电压比较器的输出端连接至所述三极管Q4的基极。本技术提供的高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，通过驱动电路向IGBT栅极输出大于+15V的正电压信号或者小于-5V负电压信号；可靠的实现IGBT开关管的打开和关闭功能，有效防止IGBT受到电路中电压噪声的影响；同时通过光电耦合器实现单片机与驱动电路的电气隔离，提高控制电路的安全性。本技术提供的高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，无需使用特定的IGBT驱动芯片，电路结构简单，生产成本低，且IGBT的打开和关闭功能都稳定可靠，不会被电路中的噪声所干扰。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术提供的一种高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路的电路原理图；图2为图1中过流侦测电路的电路原理图。附图标记：10单片机20工作负载30第一直流电源40过流侦测电路41电压比较器42基准电源50第二直流电源具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用于区分不同的组成部分。“一端”、“另一端”等类似词语，仅是指示装置或元件的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。“包括”或者“包含”等类似词语意指出在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。图1为本技术实施例提供的一种高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路的电路原理图，如图1所示，本技术提供的高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，包括IGBT、驱动电路和单片机10；其中：驱动电路包括光电耦合器OP1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电容C1和稳压管ZD1；所述光电耦合器OP1中发光二极管的阳极连接至单片机10，所述光电耦合器OP1中发光二极管的阴极连接至地线；所述光电耦合器OP1中光敏三极管的集电极分别通过电阻R10连接至第一直流电源30、通过的电阻R13连接至三极管Q1的基极；所述光电耦合器OP1中光敏三极管的发射极连接至地线；所述三极管Q1的发射极连接至地线；所述三极管Q1的集电极分别与所述三极管Q2的基极、所述三极管Q3的基极以及电阻R11的一端相连接；所述电阻R11的另一端连接至所述第一直流电源30；所述三极管Q2的集电极通过电阻R12连接至所述第一直流电源30；所述三极管Q2的发射极与所述三极管Q3的发射极相连接，所述三极管Q2的发射极还通过电阻R2连接至IGBT的栅极；所述三极管Q3的集电极连接至地线；所述稳压管ZD1的负极分别通过电阻R1连接至第一直流电源30、通过电阻R3连接至所述IGBT的栅极，所述稳压管ZD1的负极还连接至所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，其特征在于：包括IGBT、驱动电路和单片机(10)；其中：所述驱动电路包括光电耦合器OP1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电容C1和稳压管ZD1；所述光电耦合器OP1中发光二极管的阳极连接至单片机(10)，所述光电耦合器OP1中发光二极管的阴极连接至地线；所述光电耦合器OP1中光敏三极管的集电极分别通过电阻R10连接至第一直流电源(30)、通过的电阻R13连接至三极管Q1的基极；所述光电耦合器OP1中光敏三极管的发射极连接至地线；所述三极管Q1的发射极连接至地线；所述三极管Q1的集电极分别与所述三极管Q2的基极、所述三极管Q3的基极以及电阻R11的一端相连接；所述电阻R11的另一端连接至所述第一直流电源(30)；所述三极管Q2的集电极通过电阻R12连接至所述第一直流电源(30)；所述三极管Q2的发射极与所述三极管Q3的发射极相连接，所述三极管Q2的发射极还通过电阻R2连接至IGBT的栅极；所述三极管Q3的集电极连接至地线；所述稳压管ZD1的负极分别通过电阻R1连接至第一直流电源(30)、通过电阻R3连接至所述IGBT的栅极，所述稳压管ZD1的负极还连接至所述IGBT的发射极；所述电容C1与所述稳压管ZD1并联连接；所述IGBT的集电极和发射极串联连接在工作负载(20)的供电回路上。...

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，其特征在于：包括IGBT、驱动电路和单片机(10)；其中：所述驱动电路包括光电耦合器OP1、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电容C1和稳压管ZD1；所述光电耦合器OP1中发光二极管的阳极连接至单片机(10)，所述光电耦合器OP1中发光二极管的阴极连接至地线；所述光电耦合器OP1中光敏三极管的集电极分别通过电阻R10连接至第一直流电源(30)、通过的电阻R13连接至三极管Q1的基极；所述光电耦合器OP1中光敏三极管的发射极连接至地线；所述三极管Q1的发射极连接至地线；所述三极管Q1的集电极分别与所述三极管Q2的基极、所述三极管Q3的基极以及电阻R11的一端相连接；所述电阻R11的另一端连接至所述第一直流电源(30)；所述三极管Q2的集电极通过电阻R12连接至所述第一直流电源(30)；所述三极管Q2的发射极与所述三极管Q3的发射极相连接，所述三极管Q2的发射极还通过电阻R2连接至IGBT的栅极；所述三极管Q3的集电极连接至地线；所述稳压管ZD1的负极分别通过电阻R1连接至第一直流电源(30)、通过电阻R3连接至所述IGBT的栅极，所述稳压管ZD1的负极还连接至所述IGBT的发射极；所述电容C1与所述稳压管ZD1并联连接；所述IGBT的集电极和发射极串联连接在工作负载(20)的供电回路上。2.根据权利要求1所述高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，其特征在于：所述三极管Q1和所述三极管Q2为NPN型三极管；所述三极管Q3为PNP型三极管。3.根据权利要求1所述高可靠性的低成本IGBT开关管控制电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘双春，王志勇，魏肃，柴智，黄志强，刘全喜，
申请(专利权)人：厦门芯阳科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35