适用于高压试验的IGBT驱动电路制造技术

技术编号:12257280 阅读:122 留言:0更新日期:2015-10-28 20:12
适用于高压试验的IGBT驱动电路,涉及高压试验领域,为了解决现有的高压试验领域的IGBT驱动电路在导通同步性、动态均压、电路能耗等存在的问题而提出的。所述电路的光纤接收模块接收前端控制器的控制信号将控制信号传递给逻辑-功率转换模块;逻辑-功率转换模块将进行电平转换后的控制信号传递给门级驱动模块;门级驱动模块在前级逻辑-功率转换模块控制下直接对IGBT门级进行充放电;动态均压模块在IGBT发生过压时提供IGBT集电极到门级驱动模块的信号反馈回路,保护IGBT免遭过压击穿。通过选用高精度器件实现IGBT导通与关断的良好同步性、动态均压、驱动信号的高压隔离及驱动电路的低能耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种适用于高压试验领域的IGBT驱动电路。
技术介绍
在高压试验领域中,为达到足够高工作电压,需要使用串联IGBT组成的高压开关。串联IGBT的驱动电路需要满足较为苛刻的条件:IGBT的导通与关断控制须具有良好的同步性;驱动电路应具有动态均压能力,以防止IGBT过压时发生击穿破坏;驱动电路在接收驱动信号时应有足够的隔离电压;由于高压隔离电源效率较低,驱动电路能耗应尽量小。现存的多数IGBT驱动电路并未对此种应用条件进行优化设计,存在着一定局限性。
技术实现思路
本技术为了解决现有的高压试验领域的IGBT驱动电路存在导通同步性差、动态均压能力弱、电路能耗较大等方面的问题,提供了一种适用于高压试验的IGBT驱动电路。本技术为解决上述技术问题采取的技术方案是:一种适用于高压试验的IGBT驱动电路,所述电路包括光纤接收模块、逻辑-功率转换模块、门极驱动模块、动态均压模块和电源接口电路;光纤接收模块接收前端控制器的控制信号,将控制信号传递给逻辑-功率转换模块;逻辑-功率转换模块将进行电平转换后的控制信号传递给门级驱动模块;门级驱动模块在逻辑-功率转换模块控制下直接对IGBT门级进行充放电,实现IGBT的导通控制;动态均压模块在IGBT发生过压时提供IGBT集电极到门级驱动模块的信号反馈回路,保护IGBT免遭过压击穿;电源接口电路用于连接外部电源并进行滤波。本技术的有益效果是:本技术通过选用高精度器件实现了IGBT导通与关断的良好同步性,采用了合理的设计实现了IGBT的动态均压、驱动信号的高压隔离及驱动电路的低能耗,此外,本技术具有体积小、成本低的优点。附图说明图1是本技术的整体结构框图;图2是本技术中的光纤接收模块的电路图;图3是本技术中的逻辑-功率转换模块的电路图;图4是本技术中的门极驱动模块的电路图;图5是本技术中的动态均压模块的电路图;图6是本技术中的电源接口的电路图,图中:a表示+15V电源接口的电路图,b表示+5V电源接口的电路图,c表示-10V电源接口的电路图,d表示接线端子的电路图。具体实施方式具体实施方式一:如图1所示,本实施方式所述的适用于高压试验领域的IGBT驱动电路包括光纤接收模块、逻辑-功率转换模块、门极驱动模块、动态均压模块、电源接口电路。光纤接收模块接收前端控制器的控制信号,将控制信号传递给逻辑-功率转换模块;逻辑-功率转换模块将进行电平转换后的控制信号传递给门级驱动模块;门级驱动模块在前级逻辑-功率转换模块控制下直接对IGBT门级进行充放电,实现主电路导通控制;动态均压模块在IGBT发生过压时提供IGBT集电极到门级驱动模块的信号反馈回路,保护IGBT免遭过压击穿;电源接口电路连接外部电源并进行滤波。具体实施方式二:如图2所示,本实施方式所述的光纤接收模块,由光纤接收器U1及其周边电路组成。光纤接收模块的核心器件为光纤接收器U1,其电源引脚VCC接正五伏电源,两个GND引脚接地,控制信号输出OUT引脚连接逻辑-功率转换模块,其余四个固定器件用引脚NC悬空。电阻RB1跨接在正五伏电源VCC引脚间。电容CB1跨接在VCC引脚与GND引脚间,电容CB2跨接在正五伏电源与GND引脚间。电阻RB2与发光二极管DB1串联后跨接在VCC引脚与地之间,DB1阴极与地相连。RB3与RB4串联后跨接在正五伏电源与地之间,两者连接点为COMP节点,该节点连接逻辑-功率转换模块。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。光纤接收器U1可选用AVAGO公司生产的HFBR-2412,带宽为5兆,可与HFBR-1414配合实现公里级长度的信号传输。具体实施方式三:如图3所示,本实施方式所述的逻辑-功率转换模块,由比较器U2及其周边电路组成。其核心器件为比较器U2,比较器的EMIT引脚和VCC-引脚连接负十伏电源,IN+引脚连接光纤接收模块中的OUT引脚,IN-引脚连接COMP节点,BALANCE、BAL/STRB、VCC+引脚连接正十五伏电源,COL引脚经RB5连接十五伏电源并直接连接RB6,RB6的另一端为用于连接门级驱动模块的drive节点。电容CB3跨接在十五伏电源与地之间,电容CB4跨接在负十伏电源与地之间。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。具体实施方式四:如图4所示,本实施方式所述的门极驱动模块,由门极驱动器U3及其周边电路组成。其核心器件为门级驱动器U3,其VCC引脚连接正十五伏电源,IN引脚连接drive节点,VEE引脚连接负十伏电源,SINK引脚连接电阻RgOF1、RgOF2,NONE引脚悬空,SOURCE引脚连接电阻RgON1、RgON2。电阻RgOF1、RgOF2跨接在所驱动的IGBT门级与U3的SINK引脚间。电阻RgON1、RgON2跨接在所驱动的IGBT门级与U3的SOURCE引脚间。电容CB5跨接在十五伏电源与地之间;电容CB6跨接在负十伏电源与地之间。双 向瞬变电压抑制二极管D1与电阻RB9跨接在所驱动的IGBT门级与地之间。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。具体实施方式五:如图5所示,本实施方式所述的动态均压模块,由多个二极管及电阻组成。双向瞬变电压抑制二极管DBC1与单向瞬变电压抑制二极管DBC2、DBC3串联,DBC1一端连接DBC2的阳极,DBC2的阴极连接DBC3的阳极,DBC3的阴极连接IGBT集电极。DBC1的另一端连接二极管DBC5的阳极,并连接二极管DBC4阳极。DBC5的阴极连接IGBT门级。DBC4的阴极与电阻RB13连接,RB13另一端连接门极驱动模块中U3的IN引脚。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。具体实施方式六:如图6所示,本实施方式所述的电源接口电路由接线端子和滤波电路组成。IS2为四接口接线端子,用于与供电电源连接,端子一脚接收正十五伏电压、二脚接收正五伏电压、三脚接电源地、四脚接收负十伏电压。极性电容电容C151、非极性电容C152跨接在端子一脚与三脚之间,C151的正极接正十五伏电源、负极接地。极性电容C051、非极性电容C052跨接在端子二脚与三脚之间,C051的正极接正五伏电源、负极接地。极性电容C101、非极性电容C102跨接在端子四脚与三脚之间,C101的正极接地、负极接负十伏电源。其它组成和连接关系与具体实施方式五相同。以上的实施例仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述,并非对本技术的范围进行限定,在不脱离本技术设计精神的前提下,本技术的技术方案的各种变形和改进,例如将本实施例的负十伏偏压去除,均应落入本技术的权利要求书确定的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于高压试验的IGBT驱动电路,其特征在于:所述电路包括光纤接收模块、逻辑‑功率转换模块、门极驱动模块、动态均压模块和电源接口电路;光纤接收模块接收前端控制器的控制信号,将控制信号传递给逻辑‑功率转换模块;逻辑‑功率转换模块将进行电平转换后的控制信号传递给门级驱动模块;门级驱动模块在逻辑‑功率转换模块控制下直接对IGBT门级进行充放电,实现IGBT的导通控制;动态均压模块在IGBT发生过压时提供IGBT集电极到门级驱动模块的信号反馈回路,保护IGBT免遭过压击穿;电源接口电路用于连接外部电源并进行滤波。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高压试验的IGBT驱动电路,其特征在于:所述电路包括光纤接收模块、逻辑-功率转换模块、门极驱动模块、动态均压模块和电源接口电路;光纤接收模块接收前端控制器的控制信号,将控制信号传递给逻辑-功率转换模块;逻辑-功率转换模块将进行电平转换后的控制信号传递给门级驱动模块;门级驱动模块在逻辑-功率转换模块控制下直接对IGBT门级进行充放电,实现IGBT的导通控制;动态均压模块在IGBT发生过压时提供IGBT集电极到门级驱动模块的信号反馈回路,保护IGBT免遭过压击穿;电源接口电路用于连接外部电源并进行滤波。
2.根据权利要求1所述的适用于高压试验的IGBT驱动电路,其特征在于:所述光纤接收模块由光纤接收器U1及其周边电路组成;光纤接收模块的核心器件为光纤接收器U1,其电源引脚VCC接正五伏电源,两个GND引脚接地,控制信号输出OUT引脚连接逻辑-功率转换模块,其余四个固定器件用引脚NC悬空;电阻RB1跨接在正五伏电源VCC引脚间;电容CB1跨接在VCC引脚与GND引脚间,电容CB2跨接在正五伏电源与GND引脚间;电阻RB2与发光二极管DB1串联后跨接在VCC引脚与地之间,DB1阴极与地相连;RB3与RB4串联后跨接在正五伏电源与地之间,两者连接点为COMP节点,该节点用于连接逻辑-功率转换模块。
3.根据权利要求1或2所述的适用于高压试验的IGBT驱动电路,其特征在于:所述逻辑-功率转换模块由比较器U2及其周边电路组成;其核心器件为比较器U2,比较器的EMIT引脚和VCC-引脚连接负十伏电源,IN+引脚连接光纤接收模块中的OUT引脚,IN-引脚连接COMP节点,BALANCE、BAL/STRB、VCC+引脚连接正十五伏电源,COL引脚经RB5连接十五伏电源并直接连接RB6,RB6的另一端为用于连接门级驱动模块的drive节点;电容CB3跨接在十五伏电源与地之间,电容CB4跨接在负十伏电源与地之间。
4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈庆国赵丰康守强王新宇池明赫
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学
类型:新型
国别省市:黑龙江;23

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