一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路制造技术

一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路，其包括：驱动模块，用于产生驱动信号；信号输出模块，用于输出控制信号；IGBT模块；以及延时模块，用于检测误差并防止误开断，其中，信号输出模块串联在驱动模块与IGBT模块之间，延时模块连接在驱动模块与直流母线之间，信号输出模块包括放大模块和后级驱动输出模块，由驱动模块输出的驱动信号经由放大模块处理后传输至后级驱动输出模块，后级驱动输出模块与IGBT模块的栅极连接，驱动模块包括用于接收来自上位机命令的控制板和连接在控制板上用于产生驱动信号的驱动芯片。本发明专利技术可以保证在燃料电池空压机用逆变器运行时驱动信号稳定可靠，加快IGBT的开关速度、降低开关损耗、减小开关过程中电磁干扰问题。

A driving circuit of inverter for high speed air compressor of fuel cell vehicle

The utility model relates to an inverter driving circuit for a high-speed air compressor of a fuel cell vehicle, which comprises a driving module for generating driving signals, a signal output module for outputting control signals, an IGBT module, and a delay module for detecting errors and preventing false disconnection, wherein the signal output module is connected in series between the driving module and the IGBT module, and the delay module is connected between the driving module and the IGBT module Between the DC buses, the signal output module includes the amplification module and the post driver output module. The driver signal output by the driver module is processed by the amplification module and then transmitted to the post driver output module. The post driver output module is connected with the gate of IGBT module. The driver module includes the control board for receiving the command from the upper computer and the control board for generating the driver signal The driver chip of. The invention can ensure that the driving signal is stable and reliable when the inverter for the fuel cell air compressor is in operation, accelerate the switching speed of IGBT, reduce the switching loss and reduce the electromagnetic interference in the switching process.

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路
本专利技术涉及电力电子电路
，具体而言，涉及一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路。
技术介绍
逆变器中IGBT是进行电能变换的核心部件，由于工作在高电压、大电流的环境当中，加之电能转换过程中的高频斩波，会造成自身损耗大，电磁干扰严重等问题。此外，逆变电路中有多个IGBT开关管，存在非常多的开关状态。在每个开关管的开关过程中，其驱动浮地电位变化更加频繁，驱动信号易受到开关管的影响。因此，为保证IGBT的开关特性、增强自我保护功能，逆变器驱动电路设计成为逆变器设计的重点之一。目前IGBT驱动电路虽能够满足驱动和保护的基本要求，但大多存在一定问题。例如，过流保护无自锁能力、关断效果不佳导致工作频率和控制精度受限等。燃料电池空压机由于转速高、电压电流大，因此对逆变器的开关频率、控制精度、故障处理能力要求也随之提高。
技术实现思路
本专利技术提供一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路，用以解决上述现有技术中存在的至少一个问题。为达到上述目的，本专利技术提供了一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路，其包括：驱动模块，用于产生驱动信号；信号输出模块，用于输出控制信号；IGBT模块，用于实现三相输出；以及延时模块，用于检测误差并防止误开断，其中，信号输出模块串联在驱动模块与IGBT模块之间，延时模块连接在驱动模块与直流母线之间，信号输出模块包括放大模块和后级驱动输出模块，由驱动模块输出的驱动信号经由放大模块处理后传输至后级驱动输出模块，后级驱动输出模块与IGBT模块的栅极连接，驱动模块包括用于接收来自上位机命令的控制板和连接在控制板上用于产生驱动信号的驱动芯片。在本专利技术的一实施例中，延时模块包括一第一电容、一第一电阻和一高压二极管，其中，第一电容用于调节消隐时间，第一电阻用于限流，高压二极管用于防止反向电压击穿，第一电阻和高压二极管串联接在驱动芯片与IGBT模块的高压端之间，第一电容连接在驱动芯片与地之间。在本专利技术的一实施例中，放大模块包括一NPN型开关三极管、一PNP型开关三极管和一限流电阻，NPN型开关三极管与PNP型开关三极管串联连接，NPN型开关三极管与一外接电源连接，PNP型开关三极管与地连接；限流电阻的一端与驱动芯片连接，另一端与NPN型开关三极管的基极以及PNP型开关三极管的基极连接。在本专利技术的一实施例中，后级驱动输出模块包括一双向稳压二极管、一第二电容和一下拉电阻，双向稳压二极管用于防止电压过高损伤IGBT模块的栅极，第二电容用于滤波，下拉电阻用于降低寄生电容引起的不良影响，双向稳压二极管、第二电容和下拉电阻并联接在放大模块与地之间。本专利技术提供的燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路能够将从前端输入而来的指令转换为可靠、高精度的驱动信号，同时自身具有一定的防干扰和故障处理能力。其中，驱动芯片通过一驱动电阻连接到IGBT模块的栅极，驱动电阻的阻值可以改变IGBT的开关特性，通过权衡取值，加快IGBT的开关速度、降低开关损耗、减小开关过程中电磁干扰问题；后级驱动输出模块中的双向稳压二极管可防止驱动电路输出故障时输出驱动信号的电压过高而损伤IGBT；通过增加后级驱动输出模块的门极下拉电阻构成低阻抗电路，防止因寄生电容产生的电压抬升导致IGBT误触发。驱动芯片本身具有驱动电压欠压保护功能，因此在此基础上增加短路保护。当IGBT导通时，由于导通电压较低，二极管被嵌位限制住；当IGBT短路时，电容两端电压不断充高，当到达预设值时，驱动芯片进入保护状态，封锁IGBT驱动输出。通过使用本专利技术的驱动电路，可以保证在燃料电池空压机用逆变器运行时驱动信号稳定可靠，加快IGBT的开关速度、降低开关损耗、减小开关过程中电磁干扰问题；同时电路具有自我保护功能，在突发情况下保护驱动电路和IGBT模块。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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例的燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路的电路图。附图标记说明：1-驱动模块；11-控制板；12-驱动芯片；2-延时模块；3-信号输出模块；31-放大模块；32-后级驱动输出模块；4-IGBT模块。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付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1为本专利技术一个实施例的燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路的电路图，如图1所示，本专利技术提供的燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路，其包括：驱动模块1，用于产生驱动信号；信号输出模块3，用于输出控制信号；IGBT模块4，用于实现三相输出；以及延时模块2，用于检测误差并防止误开断，其中，信号输出模块3串联在驱动模块1与IGBT模块4之间，延时模块2连接在驱动模块1与直流母线之间，信号输出模块3包括放大模块31和后级驱动输出模块32，由驱动模块1输出的驱动信号经由放大模块31处理后传输至后级驱动输出模块32，后级驱动输出模块32与IGBT模块4的栅极连接，信号输出模块3还包括驱动电阻R14和降压保护电阻R18。驱动电阻R14连接到IGBT模块的栅极；降压保护电阻R18由驱动模块1连接到IGBT模块的栅极，当IGBT模块导通时，可将CLAMP接地或拉低。驱动模块1包括用于接收来自上位机命令的控制板11和连接在控制板11上用于产生驱动信号的驱动芯片12，控制板11与驱动芯片12之间通过排线连接。由控制板11输出的控制信号以脉冲的形式进入到驱动芯片12中，在驱动芯片12中转化成驱动信号后传递给放大模块31；驱动信号经外接电源放大后，成为可供IGBT模块识别的电信号，下一步传递给后级驱动输出模块32；经后级驱动输出模块32处理的电信号不含误触发信号和损害电压，这时可以将信号传递给IGBT模块4。此时IGBT模块4所收到的信号为处理过、不带干扰的信号，可保证逆变器的正常工作。需要说明的是，IGBT模块由三个单桥组成，其中每个单桥可分为高压端和低压端两部分，即共可将IGBT模块分为六路。本专利技术只对具有相同驱动方式的六路IGBT中的一路进行分析。如图1所示，延时模块2包括一第一电容C9、一第一电阻R10和一高压二极管D5，其中，第一电容C9用于调节消隐时间，第一电阻R10用于限流，高压二极管D5用于防止反向电压击穿，第一电阻R10和高压二极管D5串联接在驱动芯片12与IGBT模块4的高压端之间，第一电容C9连接在驱动芯片12与地之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路，其特征在于，包括：/n驱动模块，用于产生驱动信号；/n信号输出模块，用于输出控制信号；/nIGBT模块，用于实现三相输出；以及/n延时模块，用于检测误差并防止误开断，/n其中，信号输出模块串联在驱动模块与IGBT模块之间，延时模块连接在驱动模块与直流母线之间，/n信号输出模块包括放大模块和后级驱动输出模块，由驱动模块输出的驱动信号经由放大模块处理后传输至后级驱动输出模块，后级驱动输出模块与IGBT模块的栅极连接，/n驱动模块包括用于接收来自上位机命令的控制板和连接在控制板上用于产生驱动信号的驱动芯片。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路，其特征在于，包括：
驱动模块，用于产生驱动信号；
信号输出模块，用于输出控制信号；
IGBT模块，用于实现三相输出；以及
延时模块，用于检测误差并防止误开断，
其中，信号输出模块串联在驱动模块与IGBT模块之间，延时模块连接在驱动模块与直流母线之间，
信号输出模块包括放大模块和后级驱动输出模块，由驱动模块输出的驱动信号经由放大模块处理后传输至后级驱动输出模块，后级驱动输出模块与IGBT模块的栅极连接，
驱动模块包括用于接收来自上位机命令的控制板和连接在控制板上用于产生驱动信号的驱动芯片。


2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车高速空压机用逆变器驱动电路，其特征在于，延时模块包括一第一电容、一第一电阻和一高压二极管，其中，第一电容用于调节消隐时间，第一电阻用于限流，高压二极管用于防止反向电压击穿，...

【专利技术属性】
技术研发人员：华青松，杨凤山，徐晓通，仙存妮，何袁生，丁茂起，李力，
申请(专利权)人：北京稳力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11