一种IGBT驱动电路及其电压调节方法技术

本发明专利技术提供了一种IGBT驱动电路及其电压调节方法，所述IGBT驱动电路包括：主控制器、与所述主控制器连接的第一开关单元、与直流电压输入端连接的第二开关单元、滤波单元、续流单元及驱动单元；其中，所述主控制器通过调节输出至所述第一开关单元的高频方波信号的占空比，以调节IGBT栅极的驱动电压大小，进而调节输出至所述IGBT栅极的电压大小。如此，由于IGBT栅极电压可以进行调制，从而可以在IGBT硬开通工作状态下或其他有需要的状态下控制IGBT的CE电流，从而避免了IGBT超出额定电流而损坏，减少了IGBT受电流应力冲击，提升了IGBT的可靠性。

IGBT driving circuit and voltage regulating method thereof

The invention provides a IGBT drive circuit and voltage regulating method thereof, wherein the IGBT drive circuit includes a main controller, and the main controller is connected with the first switch unit, and the DC voltage input end is connected with the second switch unit, a filtering unit, continuous flow unit and a driving unit; wherein, the main controller with high frequency we adjust the output to the first switch unit of the wave signal, by adjusting the size of the IGBT gate drive voltage, voltage regulation and output to the IGBT gate. So, the IGBT gate voltage can be modulated, which can be opened in IGBT hard CE current working conditions or other necessary control under the condition of IGBT, so as to avoid the damage of IGBT exceeds the rated current, reduces the IGBT current stress impact, enhance the reliability of IGBT.

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT驱动电路及其电压调节方法
本专利技术涉及功率控制
，尤其涉及一种IGBT驱动电路及其电压调节方法。
技术介绍
目前功率管IGBT或MOS管驱动一般采取固定电压进行驱动，如采用典型电压值15V或18V进行驱动。如图1所示的现有的IGBT驱动电路，采用固定电压VCC进行驱动，若在IGBT软开关(零电压或零电流)工作状态下，问题不大。但在一般应用中，IGBT会遇到硬开通工作状态，如电磁炉感应加热系统单管电路结构，IGBT在开启阶段下，会直接在310V电压下开启；在低功率下，IGBT也是在硬开通下工作；在高电压如260V电压下，也是在硬开通下工作。这些工作状态，会使IGBT开启电流特别高，常常超出IGBT电流额定规格，甚至超出IGBT电流极限规格，损坏IGBT，影响整机的寿命，最后引起用户投诉。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种IGBT驱动电路及其电压调节方法，能够解决现有技术中采用固定电压值驱动IGBT而导致IGBT开启电流超出额定规格而损坏的问题。第一方面，本专利技术提供了一种IGBT驱动电路，包括：主控制器、与所述主控制器连接的第一开关单元、与直流电压输入端连接的第二开关单元、滤波单元、续流单元及驱动单元；所述第一开关单元的第一端与所述主控制器连接，所述第一开关单元的第二端与地连接，所述第一开关单元的第三端与所述第二开关单元的第一端连接；所述第二开关单元的第二端与所述直流电压输入端连接，所述第二开关单元的第三端与所述滤波单元的第一端连接；所述滤波单元的第二端与驱动电压输出端连接，所述驱动电压输出端通过所述驱动单元与IGBT栅极连接，所述滤波单元的第三端与地连接；所述续流单元的第一端与所述滤波单元的第一端连接，所述续流单元的第二端与所述滤波单元的第三端连接；其中，所述主控制器通过调节输出至所述第一开关单元的高频方波信号的占空比，以调节所述驱动电压输出端输出的IGBT栅极的驱动电压大小。可选地，所述IGBT驱动电路还包括：采样单元；所述采样单元的第一端与所述驱动电压输出端连接，所述采样单元的第二端与地连接，所述采样单元的第三端与所述主控制器连接；所述主控制器根据所述采样单元的第三端采集的电压确定驱动电压输出端的驱动电压值，判断所述驱动电压值与目标驱动电压值是否一致，若不一致则调节所述高频方波信号的占空比。可选地，所述第一开关单元包括：第一电阻及第一开关管；所述第一电阻的第一端与所述主控制器连接，所述第一电阻的第二端与所述第一开关管的第一端连接，所述第一开关管的第二端与地连接，所述第一开关管的第三端与所述第二开关单元的第一端连接。可选地，所述第二开关管包括：第二电阻及第二开关管；所述第二电阻的第一端与所述第一开关管的第三端连接，所述第二电阻的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端与所述直流电压输入端连接，所述第二开关管的第三端与所述滤波单元的第一端连接。可选地，所述第一开关管为NPN型三极管，所述第二开关管为PNP型三极管；所述第一开关管的基极与所述第一电阻的第二端连接，所述第一开关管的发射极与地连接，所述第一开关管的集电极与所述第二电阻的第一端连接；所述第二开关管的基极与所述第二电阻的第二端连接，所述第二开关管的发射极与所述直流电压输入端连接，所述第二开关管的集电极与所述滤波单元的第一端连接。可选地，所述滤波单元包括：第一电感及第一电容；所述第一电感的第一端与所述第二开关单元的第三端连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一电容的第一端及所述驱动电压输出端连接，所述第一电容的第二端与地连接。可选地，所述续流单元包括：第一二极管；所述第一二极管的阴极与所述第一电感的第一端连接，所述第一二极管的阳极与所述第一电容的第二端连接。可选地，所述采样单元包括：第三电阻及第四电阻；第三电阻的第一端与所述驱动电压输出端连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第四电阻的第一端及所述主控制器连接，所述第四电阻的第二端与地连接。第二方面，本专利技术提供了一种基于上述任意一种IGBT驱动电路的电压调节方法，所述方法包括：根据IGBT的目标栅极电压确定目标驱动电压值，并根据所述目标驱动电压值及直流输入电压确定高频方波信号的占空比；根据所述高频方波信号的占空比，主控制器输出相应的高频方波信号至所述IGBT驱动电路中的第一开关单元的第一端，以调节IGBT栅极的驱动电压大小。可选地，所述方法还包括：所述主控制器通过采样端口获得采样电压值，并根据所述采样电压值确定当前驱动电压值；判断所述当前驱动电压值与目标驱动电压值是否一致，若不一致则调节所述高频方波信号的占空比。由上述技术方案可知，本专利技术提供一种IGBT驱动电路及其电压调节方法，所述IGBT驱动电路包括主控制器、与所述主控制器连接的第一开关单元、与直流电压输入端连接的第二开关单元、滤波单元、续流单元及驱动单元，其中主控制器通过调节输出至所述第一开关单元的高频方波信号的占空比，能够调节IGBT栅极的驱动电压大小，进而调节输出至所述IGBT栅极的电压大小。如此，由于IGBT栅极电压可以进行调制，从而可以在IGBT硬开通工作状态下或其他有需要的状态下控制IGBT的CE电流，从而避免了IGBT超出额定电流而损坏，减少了IGBT受电流应力冲击，提升了IGBT的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。图1是现有技术中的IGBT驱动电路的电路结构示意图；图2是本专利技术一实施例提供的一种IGBT驱动电路的电路结构示意图；图3是本专利技术一实施例提供的基于IGBT驱动电路的电压调节方法的流程示意图；图4是本专利技术另一实施例提供的基于IGBT驱动电路的电压调节方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图2是本专利技术一实施例中的一种IGBT驱动电路的电路结构示意图，如图2所示，所述IGBT驱动电路包括：主控制器(图2中未示出)、与所述主控制器连接的第一开关单元1、与直流电压输入端VDD连接的第二开关单元2、滤波单元3、续流单元4及驱动单元5。具体地，所述第一开关单元1的第一端与所述主控制器连接，所述第一开关单元1的第二端与地连接，所述第一开关单元1的第三端与所述第二开关单元2的第一端连接；所述第二开关单元2的第二端与所述直流电压输入端VDD连接，所述第二开关单元2的第三端与所述滤波单元3的第一端连接；所述滤波单元3的第二端与驱动电压输出端VCC连接，所述驱动电压输出端VCC通过所述驱动单元5与IGBT栅极连接，所述滤波单元3的第三端与地连接；所述续流单元4的第一端与所述滤波单元3的第一端连接，所述续流单元4的第二端与所述滤波单元3的第三端连接。其中，所述主控制器通过调节输出至所述第一开关单元1的高频方波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT驱动电路，其特征在于，包括：主控制器、与所述主控制器连接的第一开关单元、与直流电压输入端连接的第二开关单元、滤波单元、续流单元及驱动单元；所述第一开关单元的第一端与所述主控制器连接，所述第一开关单元的第二端与地连接，所述第一开关单元的第三端与所述第二开关单元的第一端连接；所述第二开关单元的第二端与所述直流电压输入端连接，所述第二开关单元的第三端与所述滤波单元的第一端连接；所述滤波单元的第二端与驱动电压输出端连接，所述驱动电压输出端通过所述驱动单元与IGBT栅极连接，所述滤波单元的第三端与地连接；所述续流单元的第一端与所述滤波单元的第一端连接，所述续流单元的第二端与所述滤波单元的第三端连接；其中，所述主控制器通过调节输出至所述第一开关单元的高频方波信号的占空比，以调节所述驱动电压输出端输出的IGBT栅极的驱动电压大小。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT驱动电路，其特征在于，包括：主控制器、与所述主控制器连接的第一开关单元、与直流电压输入端连接的第二开关单元、滤波单元、续流单元及驱动单元；所述第一开关单元的第一端与所述主控制器连接，所述第一开关单元的第二端与地连接，所述第一开关单元的第三端与所述第二开关单元的第一端连接；所述第二开关单元的第二端与所述直流电压输入端连接，所述第二开关单元的第三端与所述滤波单元的第一端连接；所述滤波单元的第二端与驱动电压输出端连接，所述驱动电压输出端通过所述驱动单元与IGBT栅极连接，所述滤波单元的第三端与地连接；所述续流单元的第一端与所述滤波单元的第一端连接，所述续流单元的第二端与所述滤波单元的第三端连接；其中，所述主控制器通过调节输出至所述第一开关单元的高频方波信号的占空比，以调节所述驱动电压输出端输出的IGBT栅极的驱动电压大小。2.根据权利要求1所述的IGBT驱动电路，其特征在于，所述IGBT驱动电路还包括：采样单元；所述采样单元的第一端与所述驱动电压输出端连接，所述采样单元的第二端与地连接，所述采样单元的第三端与所述主控制器连接；所述主控制器根据所述采样单元的第三端采集的电压确定驱动电压输出端的驱动电压值，判断所述驱动电压值与目标驱动电压值是否一致，若不一致则调节所述高频方波信号的占空比。3.根据权利要求1或2所述的IGBT驱动电路，其特征在于，所述第一开关单元包括：第一电阻及第一开关管；所述第一电阻的第一端与所述主控制器连接，所述第一电阻的第二端与所述第一开关管的第一端连接，所述第一开关管的第二端与地连接，所述第一开关管的第三端与所述第二开关单元的第一端连接。4.根据权利要求3所述的IGBT驱动电路，其特征在于，所述第二开关管包括：第二电阻及第二开关管；所述第二电阻的第一端与所述第一开关管的第三端连接，所述第二电阻的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端与所述直流电压输入端连接，所述第二开关管的第三端与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪尧枝，周升，
申请(专利权)人：佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44