一种IGBT的驱动和保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种IGBT的驱动和保护电路，包括光电耦合器、驱动电路、钳位电路、过流保护电路、绝缘栅双极型晶体管，光电耦合器，接收驱动信号并输出高电平或低电平到驱动电路；驱动电路，接收高电平时控制钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在高电平，绝缘栅双极型晶体管导通；驱动电路，接收低电平时控制所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在低电平，绝缘栅双极型晶体管关断；过流保护电路，检测到电压上升时，钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压钳位在高电平，过流时间超过设定时间输出一个低电平到驱动电路，驱动绝缘栅双极型晶体管关断。起到绝缘栅双极型晶体管的保护，增强抗骚扰能力。

A Driving and Protecting Circuit for IGBT

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT的驱动和保护电路
本技术涉及绝缘栅双极型晶体管
，特别涉及一种IGBT的驱动和保护电路。
技术介绍
由于绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)特殊的工作性质，如果在IGBT的驱动极栅极产生一定宽度和幅度的脉冲信号足以使IGBT导通，此时IGBT可能处于放大状态或饱和状态。由于IGBT处于放大状态时集电极的电压很高，在IGBT流过一定电流时功耗非常大，而IGBT处于放大状态比饱和状态更容易损坏IGBT。因此，当IGBT导通不受控制，就有可能在刚上电时造成IGBT瞬间流过较长时间过电流，使IGBT损坏。现有技术中，对高频感应加热对应的IGBT驱动通常采用的混合集成驱动器，但由于电路设计不够合理，通常在使用的过程中因为电流故障直接关断IGBT，影响IGBT的正常使用，容易造成IGBT损坏的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供了一种IGBT的驱动和保护电路，解决了对高频感应加热对应的IGBT驱动通常采用的混合集成驱动器，但由于电路设计不够合理，通常在使用的过程中因为电流故障直接关断IGBT，影响IGBT的正常使用，容易造成IGBT损坏的问题。本技术采用的技术方案如下：一种IGBT的驱动和保护电路，包括光电耦合器、驱动电路、钳位电路、过流保护电路、绝缘栅双极型晶体管，其中：所述光电耦合器，用于接收驱动信号并输出高电平或低电平到驱动电路；所述驱动电路，接收高电平时控制所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在高电平，所述绝缘栅双极型晶体管导通；所述驱动电路，接收低电平时控制所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在低电平，所述绝缘栅双极型晶体管关断；所述过流保护电路，检测到绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压上升时，所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压钳位在高电平，若过流时间超过设定时间时输出一个低电平到驱动电路，所述驱动电路驱动绝缘栅双极型晶体管关断。进一步地，所述光电耦合器为高速光耦，所述高速光耦包括四个接线端，所述高速光耦的第一接线端连接电源，所述高速光耦的第二接线端和第三接线端与驱动电路连接，所述高速光耦的第四接线端接地。进一步地，所述驱动电路包括NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R6、R7，所述NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2的b极与光电耦合器连接，所述NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2的e极均与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与绝缘栅双极型晶体管的G端连接，同时与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与绝缘栅双极型晶体管的E端连接，同时与钳位电路连接，所述NPN型三极管Q1的c极连接+24V的电源，PNP型三极管Q2的c极接地。进一步地，所述钳位电路包括电阻R2、稳压二极管D1、D2、D3、D7以及二极管D4，所述电阻R2的一端与电源连接，所述电阻R2的另一端与稳压二极管D1的负极连接，所述稳压二极管D1的正极接地，所述稳压二极管D1的负极同时与稳压二极管D2的正极连接，所述稳压二极管D2的的负极与稳压二极管D3的负极连接，所述稳压二极管D3的正极与驱动电路连接，所述二极管D4的正极与过流保护电路连接，所述二极管D4的负极与绝缘栅双极型晶体管的C端连接，所述稳压二极管D7的负极与绝缘栅双极型晶体管的G端连接，同时与稳压二极管D3的正极连接，所述稳压二极管D7的正极与过流保护电路连接。进一步地，所述过流保护电路包括NPN型三极管Q3、NPN型三极管Q4，电阻R1、R3、R4、R5，电容C1，稳压二极管D5、D6；所述电阻R1的一端与光电耦合器连接，同时所述电阻R1的一端与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与驱动电路连接，所述电阻R1的另一端与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接地，同时所述电阻R1的另一端与钳位电路连接、与电阻R4的一端连接、与稳压二极管D5的负极连接、与稳压二极管D6的负极连接，所述电阻R4的另一端接地，所述稳压二极管D5的正极与NPN型三极管Q4的b极连接，所述NPN型三极管Q4的c极与钳位电路连接，所述NPN型三极管Q4的e极接地，所述稳压二极管D6的正极与NPN型三极管Q3的b极连接，同时稳压二极管D6的正极与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端接地，所述NPN型三极管Q3的c极与钳位电路连接，所述NPN型三极管Q3的e极接地。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.本技术一种IGBT的驱动和保护电路，过流保护电路在检测到绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压上升时，通过钳位电路及时降低绝缘栅双极型晶体管的栅压，保证绝缘栅双极型晶体管仍然维持导通。绝缘栅双极型晶体管降低栅压后设有固定延时，故障电流在固定延时的时间内被限制在一较小值，从而降低了故障时绝缘栅双极型晶体管的功耗，延长了绝缘栅双极型晶体管抗短路的时间，起到对绝缘栅双极型晶体管的保护作用。在固定延时后故障电流依然存在，则输出一个低电平到驱动电路，驱动电路驱动绝缘栅双极型晶体管关断，若故障信号消失，驱动电路能够自动恢复正常的工作状态，增强了抗骚扰能力。2.本技术一种IGBT的驱动和保护电路，通过光电耦合器对驱动电路与主电路之间进行隔离，避免驱动电路影响主电路。附图说明本技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是本技术的电路示意图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。实施例1下面对本技术作详细说明。一种IGBT的驱动和保护电路，包括光电耦合器、驱动电路、钳位电路、过流保护电路、绝缘栅双极型晶体管，其中：所述光电耦合器，用于接收驱动信号并输出高电平或低电平到驱动电路；所述驱动电路，接收高电平时控制所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在高电平，所述绝缘栅双极型晶体管导通；所述驱动电路，接收低电平时控制所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在低电平，所述绝缘栅双极型晶体管关断；所述过流保护电路，检测到绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压上升时，所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压钳位在高电平，若过流时间超过设定时间时输出一个低电平到驱动电路，所述驱动电路驱动绝缘栅双极型晶体管关断。本技术：光电耦合器接收到外部设备发出的驱动信号，当驱动信号为高电平时光电耦合器处于截止状态，并发出一个高电平到驱动电路，驱动电路接收到高电平时通过钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压钳位在高电平，绝缘栅双极型晶体管导通；当驱动信号为低电平时光电耦合器处于导通状态，并发出一个低电平到驱动电路，当驱动电路接收到低电平时通过钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压钳位在低电平，绝缘栅双极型晶体管关断。过流保护电路检测到绝缘栅双极型晶体管的G、E两端升高时，控制钳位电路降低绝缘栅双极型晶体管的栅压，使得绝缘栅双极型晶体管在固定延时的时间内处于持续导通状态，在固定延时时间内过流保护电路检测到电流回复正常，则电路回复正常工作状态，在固定延时时间后过流保护电路仍然检测到故障电流，则输出一个低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT的驱动和保护电路，其特征在于：包括光电耦合器、驱动电路、钳位电路、过流保护电路、绝缘栅双极型晶体管，其中：所述光电耦合器，用于接收驱动信号并输出高电平或低电平到驱动电路；所述驱动电路，接收高电平时控制所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在高电平，所述绝缘栅双极型晶体管导通；所述驱动电路，接收低电平时控制所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在低电平，所述绝缘栅双极型晶体管关断；所述过流保护电路，检测到绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压上升时，所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压钳位在高电平，若过流时间超过设定时间时输出一个低电平到驱动电路，所述驱动电路驱动绝缘栅双极型晶体管关断。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT的驱动和保护电路，其特征在于：包括光电耦合器、驱动电路、钳位电路、过流保护电路、绝缘栅双极型晶体管，其中：所述光电耦合器，用于接收驱动信号并输出高电平或低电平到驱动电路；所述驱动电路，接收高电平时控制所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在高电平，所述绝缘栅双极型晶体管导通；所述驱动电路，接收低电平时控制所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端电压钳位在低电平，所述绝缘栅双极型晶体管关断；所述过流保护电路，检测到绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压上升时，所述钳位电路将绝缘栅双极型晶体管的G、E两端的电压钳位在高电平，若过流时间超过设定时间时输出一个低电平到驱动电路，所述驱动电路驱动绝缘栅双极型晶体管关断。2.根据权利要求1所述的一种IGBT的驱动和保护电路，其特征在于：所述光电耦合器为高速光耦，所述高速光耦包括四个接线端，所述高速光耦的第一接线端连接电源，所述高速光耦的第二接线端和第三接线端与驱动电路连接，所述高速光耦的第四接线端接地。3.根据权利要求1所述的一种IGBT的驱动和保护电路，其特征在于：所述驱动电路包括NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R6、R7，所述NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2的b极与光电耦合器连接，所述NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2的e极均与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与绝缘栅双极型晶体管的G端连接，同时与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与绝缘栅双极型晶体管的E端连接，同时与钳位电路连接，所述NPN型三极管Q1的c极连接+24V的电源，PNP型三极管Q2的c极接地。4.根据权利要求1所述的一种IGBT的驱动和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，张曲遥，胡海洋，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：新型
国别省市：河南,41