一种提高电力电子开关驱动器抗干扰性能的电路制造技术

本发明专利技术公开了一种提高电力电子开关驱动器抗干扰性能的电路，所述电路包括：在驱动器的栅极驱动输出电压管脚(VO管脚)和驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)之间的一外置恒流源，在驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)和驱动器的输出电源电压管脚(VE管脚)之间的π型阻容吸收电路，驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)和驱动器的输出电源电压管脚(VE管脚)之间的瞬态抑制二极管，该电路可以有效提高驱动器的抗干扰性能。

A circuit to improve the anti-interference performance of power electronic switch driver

【技术实现步骤摘要】
一种提高电力电子开关驱动器抗干扰性能的电路
本专利技术属于电力电子开关驱动器领域，具体提供一种提高电力电子开关驱动器抗干扰性能的电路。
技术介绍
众所周知，IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)是新型的电力电子开关器件，它既有易驱动的特点，又具有管电压、电流容量大等优点。IGBT的工作频率在几十kHz频率范围内，因此在较高频率的大、中功率电力电子设备用中占据了主要的应用地位。它集成了MOS管和双极型三极管的特性，具有高频、耐高压、大电流、导通阻抗小等优点，在高电压，大电流的电路系统中得到应用，且IGBT必须具有过压、短路保护、可靠关断等功能，因此IGBT驱动电路的设计至关重要。目前IGBT的驱动通常采用IGBT驱动芯片来完成，IGBT驱动芯片在IGBT正常导通关断时提供触发脉冲信号，并在IGBT短路故障时关断IGBT，避免过电流而损坏。在正常工作时，IGBT导通关断引起的尖峰脉冲电压可能会对以去饱和电压输入管脚DESAT为主配合其他管脚、相关元器件构成的故障检测电路造成干扰，从而导致IGBT误关断。
技术实现思路
本专利针对传统控制芯片的故障检测电路提出了改进措施，避免导通关断过程中尖峰脉冲的干扰致使IGBT等电力电子开关启动短路保护而关断。通过在驱动器的故障检测电路加入相应的抗干扰设计电路，从而提高电力电子开关驱动器抗干扰性能，该电路包括：在驱动器的栅极驱动输出电压管脚(VO管脚)和驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)之间的一外置恒流源，在驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)和驱动器的输出电源电压管脚(VE管脚)之间的π型阻容吸收电路，驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)和驱动器的输出电源电压管脚(VE管脚)之间的瞬态抑制二极管。所述外置恒流源配置为在输出电压管脚(VO管脚)的驱动电阻RG输出端和盲区电容CBLANK之间接入一个恒流源，恒流源的电流对盲区电容CBLANK充电，所述盲区电容CBLANK设置在去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)和输出电源电压管脚(VE管脚)之间。所述π型阻容吸收电路配置为在驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)的检测电阻R的一端连接盲区电容CBLANK，检测电阻R的一端连接另一个电容C1BLANK的一端，C1BLANK的另一端连接输出电源电压管脚(VE管脚)，由C1BLANK、检测电阻和CBLANK构成π型阻容吸收电路。所述瞬态抑制二极管配置为瞬态抑制二极管的阳极连接输出电源电压管脚(VE管脚)，瞬态抑制二极管的阴极与去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)的检测电阻R和检测二极管DDESAT的连接点连接。当驱动器的FAULT管脚有故障信号输出并上报控制器时，控制器应紧急关闭其他正常工作的电力电子开关，或保留部分电力电子开关的开通状态使装置电流顺利流过负载，避免电流突变，待驱动器FAULT脚故障消失后，使电力电子开关逻辑变成正常状态继续工作。所述电力电子开关为IGBT，所述驱动器为FOD8332，C1BLANK电容值为nF级。本专利技术的技术效果为：通过上述提高抗干扰的性能的措施，从驱动器Vo输出端与故障检测电路加入一恒流源，解决了因驱动器内部恒流源电流偏小所带来的抗干扰性差的问题。在管脚DESAT中加入π型阻容吸收电路，增强了IGBT故障检测电路滤波效果，并入TVS二极管，限制了IGBT导通关断过程中C极与E极产生尖峰电压的幅值并吸收尖峰电压能量。驱动器配合装置的控制逻辑设计，进一步提高驱动器抗干扰性能。附图说明图1为IGBT驱动器常见的应用电路结构图图2为提高IGBT驱动器抗干扰性能的电路结构图具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。目前市面上所售的驱动器多采用电流源型检测IGBT饱和降压，驱动器内部电流源电流很小、外部盲区电容容值很小，导致抗干扰性能差，容易发生IGBT误保护。以FOD8332芯片为例，FOD8332是一款先进的2.5A输出电流IGBT驱动光电耦合器，可驱动高达1200V和150A的中型功率IGBT。适用于电机控制逆变器应用和高性能电力系统中IGBT和MOSFET的快速开关驱动。FOD8332可以提供必要的保护功能，避免发生故障，从而确保IGBT不会由于过热损坏。该器件采用飞兆专有的Optoplanar共面封装技术，优化了IC设计，通过高共模抑制和电源抑制规格特点实现了可靠的高隔离电压和高抗噪能力。该器件包含在一个宽体16引脚小型塑料封装中。其常见的应用电路如附图1所示，在驱动应用中，FOD8332的VO管脚(栅极驱动输出电压管脚)经过驱动电阻RG和通过分立式NPN和PNP图腾柱配置构成增压器来增加输出驱动电流，而FOD8332的DESAT管脚(去饱和电压输入管脚)通过100Ω电阻和二极管DDESAT与IGBT的集电极相连，在DESAT管脚与VE管脚(输出电源电压)之间连接有盲区电容CBLANK。但目前这种通用的驱动芯片多采用电流源型IGBT驱动器，并检测电流源型IGBT驱动器的饱和压降，驱动器内部电流源电流小、外部盲区电容值较小，导致抗干扰性能差，容易发生IGBT误保护。对此，需要专门设计对应的抗干扰性能电路，如附图2所示，首先在FOD8332的VO管脚引出一个恒流源，Vo管脚的输出电压为15V，用以向IGBT门极发送驱动信号。驱动电阻为RG，在RG输出端和盲区电容CBLANK之间接入一个恒流源电路，恒流源的电流对盲区电容CBLANK充电，通过增加恒流源，使得盲区电容的容值可以增大成为nF级。其次，在IGBT去饱和电压输入管脚DESAT管脚中加入另一个电容C1BLANK，C1BLANK电容值为nF级，C1BLANK、100Ω检测电阻R和CBLANK构成π型阻容网络。当IGBT开关时产生的尖峰电压脉冲通过二极管DDESAT的结电容耦合到IGBT的去饱和电压输入管脚中，导致驱动器误保护。π型阻容网络的加入能够很好的吸收尖峰电压，防止尖峰电压脉冲对IGBT故障检测电路产生干扰导致IGBT误关断。当IGBT发生短路故障时，IGBT进入了退饱和区，恒流源的电流无法通过IGBT流走，充电时间常数较小，能够快速充电至门限阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高电力电子开关驱动器抗干扰性能的电路，所述电路包括：在驱动器的栅极驱动输出电压管脚(V

【技术特征摘要】
1.一种提高电力电子开关驱动器抗干扰性能的电路，所述电路包括：在驱动器的栅极驱动输出电压管脚(VO管脚)和驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)之间的一外置恒流源，在驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)和驱动器的输出电源电压管脚(VE管脚)之间的π型阻容吸收电路，驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)和驱动器的输出电源电压管脚(VE管脚)之间的瞬态抑制二极管。


2.如权利要求1所述的一种提高电力电子开关驱动器抗干扰性能的电路，所述外置恒流源配置为在输出电压管脚(VO管脚)的驱动电阻RG输出端和盲区电容CBLANK之间接入一个恒流源，恒流源的电流对盲区电容CBLANK充电，所述盲区电容CBLANK设置在去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)和输出电源电压管脚(VE管脚)之间。


3.如权利要求1所述的一种提高电力电子开关驱动器抗干扰性能的电路，所述π型阻容吸收电路配置为在驱动器的去饱和电压输入管脚(DESAT管脚)的检测电阻R的一端连接盲区电容CBLANK，检测电阻R的一端连接另一个电容C1BLANK的一端，C1BLANK的另一端连接输出电源电压管脚(VE管脚)，由C1B...

【专利技术属性】
技术研发人员：张良，燕翚，朱宁辉，王蓓蓓，武丹，詹雄，王轩，王宇红，
申请(专利权)人：中电普瑞科技有限公司，南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11