高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及功率半导体应用技术领域，公开了一种高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置，包括：控制单元，基于编程生成逻辑驱动信号；若干个隔离驱动电路，与控制单元连接，隔离驱动电路用于基于逻辑驱动信号形成电流脉冲信号，产生驱动功率器件的电压信号；变压器单元，连接于各隔离驱动电路，变压器单元包括多个变压器耦合串联而成；脉冲接收单元，功率器件通过脉冲接收单元连接于隔离驱动电路。本申请提供的高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置，降低了寄生电容，降低漏感，从而有效抑制共模瞬变干扰，且变压器制作加工简单，效果方便叠加。方便叠加。方便叠加。

【技术实现步骤摘要】
高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置


[0001]本技术涉及功率半导体应用
，尤其涉及一种高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置。

技术介绍

[0002]功率半导体单元是将多个半导体芯片按照一定功能、模式组合再灌封成一体的器件，其主要应用于电力电子系统功率回路。传统的功率半导体单元包括IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、功率MOSFFT(场效应晶体管)、晶闸管以及功率二极管等。
[0003]功率半导体单元驱动电路通常借助变压器来直接地跨屏障传递电压，在使用变压器时，当在功率半导体组内出现电压阶跃时，产生次级的终端共同的电压，该共同的电压引起寄生电流流过控制电路，其可能引起故障。

技术实现思路

[0004]为了达到低寄生电容，低漏感，减少故障发生，本申请提供了高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置。
[0005]高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置，包括：
[0006]控制单元，基于编程生成逻辑驱动信号；
[0007]若干个隔离驱动电路，与控制单元连接，隔离驱动电路用于基于逻辑驱动信号形成电流脉冲信号；
[0008]变压器单元，连接于各隔离驱动电路，变压器单元包括多个变压器耦合串联而成；
[0009]脉冲接收单元，功率器件通过脉冲接收单元连接于隔离驱动电路，接收电流脉冲信号，并产生驱动功率器件的电压信号。
[0010]通过采用上述技术方案，变压器单元在初级绕组接收隔离驱动电路生成的电流脉冲，并反射至次级绕组，减少控制单元与隔离驱动电路之间的寄生耦合，降低了寄生电容，降低漏感，从而有效抑制共模瞬变干扰，且变压器制作加工简单，效果方便叠加。
[0011]在一些实施方式中，各所述变压器的初级绕组分别相同，各所述变压器的次级绕组分别相同。
[0012]通过采用上述技术方案，使得变压器单元中的所有的变压器将具有相同的电流，使得每个初级绕组将接收相同的信号。
[0013]在一些实施方式中，所述隔离驱动电路连接有电流脉冲放大单元，电流脉冲放大单元位于隔离驱动电路与脉冲接收单元之间。
[0014]通过采用上述技术方案，将隔离驱动电路产生的形成电流脉冲信号进行放大处理后发送给脉冲接收单元。
[0015]在一些实施方式中，所述隔离驱动电路包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路与控制单元及电流脉冲放大单元连接。
[0016]通过采用上述技术方案，光耦隔离电路主要用于加强触发脉冲(电流脉冲信号)的
隔离。
[0017]在一些实施方式中，所述光耦隔离电路采用6N137光耦合器，所述隔离驱动电路还包括电平转换电路，所述括电平转换电路连接于所述光耦隔离电路与所述电流脉冲放大单元之间。
[0018]6N137光耦合器具有极快的响应速度，上升和下降沿的延时均有几十纳秒，具有良好的高传输信号的特性，但是6N137光耦合器隔离输出后的电平只有5V，因此，通过采用上述技术方案，在光耦隔离电路上连接了电平转换电路进行电平转换，以便与功率器件的门槛电平匹配。
[0019]在一些实施方式中，所述电平转换电路包括LM311比较器。
[0020]通过采用上述技术方案，LM311比较器除了时间电平转换外，将经过光耦反向的驱动脉冲信号再次反向还原。
[0021]在一些实施方式中，所述隔离驱动电路还连接有保护电路，所述保护电路同时与功率器件及控制单连接。
[0022]在一些实施方式中，所述保护电路包括检测电路及测量电路，所述测量电路的输出端与所述检测电路连接，所述测量电路的输入端与所述功率器件连接，所述检测电路与所述控制单元连接。
[0023]通过采用上述技术方案，保护电路对功率器件的过流和过压进行实时监控，一旦过流或过压即通过故障信号触发控制单元，控制单元基于该故障信号进行逻辑驱动信号的调节，控制功率器件关断。
附图说明
[0024]图1为本申请实施例提供的高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置的结构示意图；
[0025]图2为本申请实施例提供的高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置多个串联时的结构示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置中变压器单元的结构示意图
[0027]图4为本申请实施例提供的高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置中隔离驱动电路的结构示意图。
[0028]图中，1、控制单元；2、隔离驱动电路；21、光耦隔离电路；23、电平转换电路；3、变压器单元；31、变压器；311、初级绕组；312、次级绕组；4、功率器件；5、电流脉冲放大单元；6、脉冲接收单元；61、第一连接端；62、第二连接端；7、电源；8、保护电路； 81、检测电路；812、第一光电耦合器；811、双路高速MOSFET驱动芯片；82、测量电路。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
[0030]本申请公开了高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置，如图1和图2所示，包括：控制单元1，连接于控制单元1的若干个隔离驱动电路2，隔离驱动电路2均连接有电流脉冲放大单元5及脉冲接收单元6，各隔离驱动电路2与控制单元1之间均连接有变压器单元 3，
被驱动的功率器件4一一连接于脉冲接收单元6。
[0031]控制单元1包括能够基于编程生成逻辑驱动信号的一个或者多个控制器件，控制单元可根据编程生成多个逻辑驱动信号，各个逻辑驱动信号用于驱动各隔离驱动电路2形成电流脉冲信号，该电流脉冲信号输出至电流脉冲放大单元5，经电流脉冲放大单元5放大，脉冲接收单元6接收电流脉冲信号，并产生驱动各个功率器件4的电压信号。
[0032]如图3所示，变压器单元3包括多个变压器31耦合串联而成，在本申请此实施方式中，以包括N个变压器31为例，具体个数可根据使用环境及需求叠加或减少，每个变压器 31均包括初级绕组311及次级绕组312，各初级绕组311彼此相通，各次级绕组312彼此相通，即各变压器采用相通的的磁芯、匝数比和漏电感。1至N个初级线圈彼此串联，使得变压器单元3中的所有的变压器将具有相同的电流，即将逻辑驱动信号的输出提供至变压器单元3中的每个初级绕组311，使得每个初级绕组311将接收相同的信号，从而有效抑制干扰。通过多个变压器31的耦合串联的方式，变压器单元3在初级绕组接收隔离驱动电路2 生成的电流脉冲，并反射至次级绕组，减少控制单元1与隔离驱动电路2之间的寄生耦合，降低寄生电容，从而有效抑制共模瞬变干扰，且变压器制作加工简单，效果方便叠加。
[0033]如图2所示，脉冲接收单元6传递并锁存所接收到的用于驱动相关联的功率器件4开关的电流脉冲，其主要用于建立驱动功率器件4导通或不导通的电压，同时脉冲接收单元6在电流脉冲结束之后长时间内锁存导通或不导通状态电压，以使功率器件4可保持处于“打开”或“关闭”状态。
[0034]如图2所示，每个脉冲接收单元6均设置有用于连接功率器件4的漏极的第一连接端 61、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置，其特征在于，包括：控制单元（1），基于编程生成逻辑驱动信号；若干个隔离驱动电路（2），与控制单元（1）连接，隔离驱动电路（2）用于基于逻辑驱动信号形成电流脉冲信号；变压器单元（3），连接于各隔离驱动电路（2），变压器单元（3）包括多个变压器（31）耦合串联而成；脉冲接收单元（6），功率器件（4）通过脉冲接收单元（6）连接于隔离驱动电路（2），接收电流脉冲信号，并产生驱动功率器件（4）的电压信号。2.根据权利要求1所述的高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置，其特征在于，各所述变压器（31）的初级绕组分别相同，各所述变压器（31）的次级绕组分别相同。3.根据权利要求1或2所述的高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置，其特征在于，所述隔离驱动电路（2）连接有电流脉冲放大单元（5），电流脉冲放大单元（5）位于隔离驱动电路（2）与脉冲接收单元（6）之间。4.根据权利要求3所述的高抗共模瞬变干扰能力功率器件驱动装置，其特征在于，所述隔离驱动电路（2）包括光耦隔离电路（21），所述光耦隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆熙，
申请(专利权)人：忱芯科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：