单电源自举的IGBT驱动电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种单电源自举的IGBT驱动电路，包括隔离驱动单元以及电荷泄放单元，所述隔离驱动单元包括用于连接驱动控制信号的两个第一端子、用于连接IGBT的门极的第二端子，且所述隔离驱动单元在两个第一端子的电压差为第一电平时通过第二端子输出使所述IGBT导通的信号、在两个第一端子的电压差为第二电平时通过第二端子输出使所述IGBT截止的信号；所述电荷泄放单元包括开关管、用于连接所述IGBT的门极的第三端子以及用于连接IGBT的发射极的第四端子，所述开关管的两端分别连接所述第三端子和第四端子，且所述开关管在所述IGBT截止时导通。本实用新型专利技术电路结构简单、器件成本极低，实现了中小功率逆变器的IGBT自举驱动电路的米勒效应主动抑制。

【技术实现步骤摘要】
单电源自举的IGBT驱动电路
本技术涉及电力电子设备控制领域，更具体地说，涉及一种单电源自举的IGBT驱动电路。
技术介绍
IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，其兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。在当下逆变器行业中，无负压驱动的IGBT的米勒电容效应一直存在，如果不采取相应的措施，虽然短时间内不会带来致命的影响，但会增加IGBT的损耗，缩短IGBT的使用寿命，从而使得逆变器的使用效率降低、发热量增大，存在很大的安全隐患。针对上述问题，目前逆变器行业常用的解决方案大致有以下三种：(1)在IGBT的门极G和射极E之间增加电容，虽然该方案可在一定程度上抑制米勒电流，但其增加了IGBT的开关损耗；(2)采用负压驱动，该方案的优点是通过负电压来安全关断IGBT，抑制米勒效应，缺点是电路设计复杂，成本高，体积大，不适合中小功率逆变器的小型化和轻量化发展趋势；(3)选用自带主动抑制米勒效应功能的驱动光耦，该方案的优点是控制可靠，缺点是成本很高，这种驱动光耦的价格是普通驱动光耦的5倍以上。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对上述IGBT驱动电路中采用电容抑制米勒电容方案增加开关损耗，采用负压驱动方案电路复杂、成本高、体积大，以及采用自带主动一直米勒效应功能的驱动光耦成本高的问题，提供一种单电源自举的IGBT驱动电路。本技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种单电源自举的IGBT驱动电路，包括隔离驱动单元以及电荷泄放单元，所述隔离驱动单元包括用于连接驱动控制信号的两个第一端子、用于连接IGBT的门极的第二端子，且所述隔离驱动单元在两个所述第一端子的电压差为第一电平时通过所述第二端子输出使所述IGBT导通的信号、在两个所述第一端子的电压差为第二电平时通过所述第二端子输出使所述IGBT截止的信号；所述电荷泄放单元包括开关管、用于连接所述IGBT的门极的第三端子以及用于连接IGBT的发射极的第四端子，所述开关管的两端分别连接所述第三端子和第四端子，且所述开关管在所述IGBT截止时导通、在所述IGBT导通时截止。优选地，所述隔离驱动单元包括光耦和驱动电阻，所述光耦的原边包括第一引脚、第二引脚，所述第一引脚和第二引脚分别经由限流电阻连接到两个第一端子，且所述光耦的原边在两个所述第一端子的电压差为第一电平时导通；所述光耦的副边包括第三引脚、第四引脚和第五引脚，所述第三引脚连接到供电电压，所述第四引脚和第五引脚在所述光耦的原边导通时分别与所述第三引脚导电连接、在所述光耦的原边截止时分别输出低电平；所述第四引脚经由所述驱动电阻连接到第二端子。优选地，所述开关管为PNP三极管，且所述PNP三极管的发射极连接到所述第三端子，所述PNP三极管的集电极连接到所述第四端子；所述光耦的副边的第四引脚与所述PNP三极管的基极之间连接有二极管，且所述二极管的阳极与所述第四引脚连接，所述二极管的阴极与所述PNP三极管的基极连接。优选地，所述电荷泄放单元还包括基极电容，且所述基极电容的两端分别连接所述PNP三极管的基极和集电极。优选地，所述电荷泄放单元还包括基极电阻，且所述PNP三极管的基极经由所述基极电阻与所述光耦的第四引脚连接。优选地，所述IGBT驱动电路还包括稳压二极管，且所述稳压二极管的两端分别连接所述电荷泄放单元的第三端子和第四端子。优选地，所述光耦的第五引脚连接到所述电荷泄放单元的第四端子。优选地，所述光耦的第三引脚和第五引脚之间并联连接有多个第一电容。优选地，所述光耦的原边的第一引脚、第二引脚之间连接有第二电容。实施本技术的单电源自举的IGBT驱动电路具有以下有益效果：通过电荷泄放单元中的开关管实现IGBT截止时的门极电荷泄放，电路结构简单、器件成本极低，实现了中小功率逆变器的IGBT自举驱动电路的米勒效应主动抑制。本技术可将自举驱动电路应用于15KW及以下逆变器的IGBT驱动中，保证产品可靠运行的同时，降低器件成本。附图说明图1是本技术实施例提供的单电源自举的IGBT驱动电路的示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，是本技术实施例提供的单电源自举的IGBT驱动电路的示意图，该单电源自举的IGBT驱动电路可应用于逆变器，并实现逆变器中IGBT的驱动。本技术的单电源自举的IGBT驱动电路包括隔离驱动单元11以及电荷泄放单元12，其通过隔离驱动单元11根据来自逆变器的控制系统的控制信号驱动IGBTQ1导通或截止，并通过电荷泄放单元12将IGBTQ1截止时的门极G的电荷。隔离驱动单元11包括用于连接驱动控制信号(来自逆变器的控制系统)的两个第一端子、用于连接IGBTQ1的门极G的第二端子，且该隔离驱动单元11在两个第一端子的电压差为第一电平时通过第二端子输出使IGBTQ1导通的信号、在两个第一端子的电压差为第二电平时通过第二端子输出使IGBTQ1截止的信号，从而实现IGBTQ1的驱动控制，使IGBTQ1进行电压转换。电荷泄放单元12包括开关管、用于连接IGBTQ1的门极G的第三端子以及用于连接IGBTQ1的集电极C的第四端子，上述开关管的两端分别连接第三端子和第四端子，且该开关管在IGBTQ1截止时导通、在IGBTQ1导通时截止，从而在IGBTQ1截止时将该IGBTQ1的门极G的电荷泄放到IGBTQ1的发射极。上述单电源自举的IGBT驱动电路，通过电荷泄放单元中的开关管实现IGBT截止时的门极电荷泄放，电路结构简单、器件成本极低，实现了中小功率逆变器的IGBT自举驱动电路的米勒效应主动抑制。本技术可将自举驱动电路应用于15KW及以下逆变器的IGBT驱动中，保证产品可靠运行的同时，降低器件成本。在本技术的一个实施例中，上述隔离驱动单元11包括光耦PC1和驱动电阻R4，其中光耦PC1的原边包括第一引脚A、第二引脚K，上述第一引脚A和第二引脚K分别经由限流电阻R1、R2连接到两个第一端子，且光耦PC1的原边在两个第一端子的电压差为第一电平时导通。具体地，上述第一电平可为高电平。并且，为避免干扰的影响，在第一引脚和第二引脚之间可连接一滤波电容C1，以提高控制精度。光耦PC1的副边包括第三引脚P、第四引脚O和第五引脚N，且第三引脚P连接到供电电压QVCC(供电电压QVCC可经由二极管D1及电阻R3连接到第三引脚)，第四引脚O和第五引脚N在光耦PC1的原边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单电源自举的IGBT驱动电路，其特征在于，包括隔离驱动单元以及电荷泄放单元，所述隔离驱动单元包括用于连接驱动控制信号的两个第一端子、用于连接IGBT的门极的第二端子，且所述隔离驱动单元在两个所述第一端子的电压差为第一电平时通过所述第二端子输出使所述IGBT导通的信号、在两个所述第一端子的电压差为第二电平时通过所述第二端子输出使所述IGBT截止的信号；所述电荷泄放单元包括开关管、用于连接所述IGBT的门极的第三端子以及用于连接IGBT的发射极的第四端子，所述开关管的两端分别连接所述第三端子和第四端子，且所述开关管在所述IGBT截止时导通、在所述IGBT导通时截止。/n

【技术特征摘要】
1.一种单电源自举的IGBT驱动电路，其特征在于，包括隔离驱动单元以及电荷泄放单元，所述隔离驱动单元包括用于连接驱动控制信号的两个第一端子、用于连接IGBT的门极的第二端子，且所述隔离驱动单元在两个所述第一端子的电压差为第一电平时通过所述第二端子输出使所述IGBT导通的信号、在两个所述第一端子的电压差为第二电平时通过所述第二端子输出使所述IGBT截止的信号；所述电荷泄放单元包括开关管、用于连接所述IGBT的门极的第三端子以及用于连接IGBT的发射极的第四端子，所述开关管的两端分别连接所述第三端子和第四端子，且所述开关管在所述IGBT截止时导通、在所述IGBT导通时截止。


2.根据权利要求1所述的单电源自举的IGBT驱动电路，其特征在于，所述隔离驱动单元包括光耦和驱动电阻，所述光耦的原边包括第一引脚、第二引脚，所述第一引脚和第二引脚分别经由限流电阻连接到两个第一端子，且所述光耦的原边在两个所述第一端子的电压差为第一电平时导通；
所述光耦的副边包括第三引脚、第四引脚和第五引脚，所述第三引脚连接到供电电压，所述第四引脚和第五引脚在所述光耦的原边导通时分别与所述第三引脚导电连接、在所述光耦的原边截止时分别输出低电平；所述第四引脚经由所述驱动电阻连接到第二端子。


3.根据权利要求2所述的单电源自举的IGBT驱动电路，其特征在于，所述开关管为PNP三极管，且所述PNP三极管的发射极连接到所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅勇山，
申请(专利权)人：深圳市四方电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44