IGBT驱动电路及电力转换设备制造技术

本公开涉及IGBT驱动电路及电力转换设备，其中IGBT驱动电路包括：驱动芯片(10)，具有第一驱动信号端口(Vo)；驱动电阻调节电路(20)，连接于第一驱动信号端口(Vo)与IGBT的栅极(G)之间，驱动电阻调节电路(30)形成的驱动电阻大小可调；尖峰电压检测电路(30)，连接于与第一驱动信号端口(Vo)导通的IGBT的栅极(G)，尖峰电压检测电路(20)被配置为在IGBT关断时监测是否出现尖峰电压；和电阻调节控制电路(40)，连接于尖峰电压检测电路(20)与驱动电阻调节电路(30)之间，被配置为在IGBT关断监测到尖峰电压时，使驱动电阻调节电路(30)形成的电阻减小。

【技术实现步骤摘要】
IGBT驱动电路及电力转换设备
本公开涉及电力设备
，尤其涉及一种IGBT驱动电路及电力转换设备。
技术介绍
在电力转换设备中，绝缘栅双极性晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)是最核心的器件之一，决定着电力转换是否正常进行。然而IGBT在关断的过程中，栅极常常会受到其它寄生电容、杂散电感的影响而被积累电荷，形成尖峰电压，存在误导通风险，即若尖峰电压超过了IGBT开通的电压阈值，会导致IGBT在关断期间导通，此时会与同一桥臂的其他正在工作的IGBT同时导通，造成短路并损坏IGBT。因此，为了保证IGBT的正常运行，抑制栅极尖峰电压，杜绝误导通问题是关键。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种IGBT驱动电路及电力转换设备，能够防止IGBT驱动电路在关断期间发生导通。根据本公开的第一方面，提供了一种IGBT驱动电路，包括：驱动芯片，具有第一驱动信号端口；驱动电阻调节电路，连接于第一驱动信号端口与IGBT的栅极之间，驱动电阻调节电路形成的驱动电阻大小可调；尖峰电压检测电路，连接于与第一驱动信号端口导通的IGBT的栅极，尖峰电压检测电路被配置为在IGBT关断时监测是否出现尖峰电压；和电阻调节控制电路，连接于尖峰电压检测电路与驱动电阻调节电路之间，被配置为在IGBT关断监测到尖峰电压时，使驱动电阻调节电路形成的电阻减小。在一些实施例中，驱动电阻调节电路包括：第一驱动电阻、第一MOS管、第二驱动电阻和第三防反二极管；其中，第一驱动电阻的第一端与第一驱动信号端口导通，第一驱动电阻的第二端与IGBT的栅极导通，第一MOS管、第二驱动电阻和第三防反二极管串联后与第一驱动电阻并联。在一些实施例中，驱动芯片具有正向偏压输出端口，第一MOS管的第一栅极与正向偏压输出端口和电阻调节控制电路连接；其中，电阻调节控制电路被配置为在IGBT关断后电压正常的情况下，使第一MOS管的第一栅极接地而关断，使驱动电阻为第一驱动电阻；且在监测到尖峰电压时，使第一MOS管的第一栅极与电阻调节控制电路连接处的电压低于正向偏压输出端口的电压，以接通第一MOS管使驱动电阻为第一驱动电阻和第二驱动电阻并联形成的电阻。在一些实施例中，驱动芯片具有正向偏压输出端口，第一MOS管的第一栅极与正向偏压输出端口之间通过第一保护电阻连接。在一些实施例中，尖峰电压检测电路包括：PNP型三极管、击穿二极管、第一防反二极管、第二保护电阻和第三保护电阻；其中，击穿二极管、第一防反二极管和第二保护电阻依次串联，第二保护电阻与电阻调节控制电路连接，PNP型三极管的发射极与击穿二极管连接，PNP型三极管的集电极与IGBT的栅极直接连接，PNP型三极管的基极通过第三保护电阻与IGBT的栅极连接。在一些实施例中，驱动芯片具有与IGBT的射极导通的第二驱动信号端口，尖峰电压检测电路与电阻调节控制电路的连接处通过第四保护电阻与第二驱动信号端口连接。在一些实施例中，驱动芯片具有与IGBT的射极导通的第二驱动信号端口，电阻调节控制电路包括：串联的第二防反二极管和续流电容，第二防反二极管的正极连接在第一驱动信号端口与IGBT的栅极连接的电路上，且连接点位于驱动电阻调节电路与尖峰电压检测电路之间，续流电容的一端与第二驱动信号端口连接；第二MOS管，其第二源极与驱动电阻调节电路连接，第二漏极与第二驱动信号端口连接，第二栅极连接于第二防反二极管与续流电容之间；和NPN型三极管，其集电极与第二栅极连接，发射极与第二驱动信号端口连接，基极与尖峰电压检测电路和IGBT的射极相连的一端连接。在一些实施例中，驱动电阻调节电路包括：第一驱动电阻、第一MOS管、第二驱动电阻和第三防反二极管；第一驱动电阻的第一端与第一驱动信号端口导通，第一驱动电阻的第二端与IGBT的栅极导通，第一MOS管、第二驱动电阻和第三防反二极管串联后与第一驱动电阻并联；其中，第一MOS管的第一栅极与第二MOS管的第二漏极连接。在一些实施例中，电阻调节控制电路还包括：第五保护电阻，连接在驱动电阻调节电路与第二栅极之间；第六保护电阻，连接在第二栅极与NPN型三极管的集电极之间；和/或第七保护电阻，其一端连接在第二防反二极管和续流电容之间，另一端连接在第二栅极与NPN型三极管的集电极之间。根据本公开的第二方面，提供了一种电力转换设备，包括上述实施例的IGBT驱动电路。本公开实施例的IGBT驱动电路，在IGBT关断时，通过尖峰电压检测电路30监测是否有尖峰电压，从而来选择相对于正常工作状态减小的驱动电阻的阻值，当有尖峰电压出现时，通过减小关断时的驱动电阻来给IGBT栅极的累积电荷提供额外的迅速放电通道，从而抑制栅极尖峰电压，保证IGBT不被误导通，实现在关断时保护IGBT的功能。附图说明此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：图1为本公开IGBT驱动电路的一些实施例的模块组成示意图；图2为本公开IGBT驱动电路的一些实施例的电路原理图。具体实施方式以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。如图1和图2所示，本公开提供了一种IGBT驱动电路，包括：驱动芯片10、驱动电阻调节电路20、尖峰电压检测电路30和电阻调节控制电路40。其中，驱动芯片10具有第一驱动信号端口Vo、第二驱动信号端口VE和正向偏压输出端口Vcc，第一驱动信号端口Vo与IGBT的栅极G导通，第二驱动信号端口VE与IGBT的射极E导通。第一驱动信号端口Vo和第二驱动信号端口VE用于输出驱动信号，正向偏压输出端口Vcc用于输出正向电压。驱动电阻调节电路20，连接于第一驱动信号端口Vo与IGBT的栅极G之间，驱动电阻调节电路30形成的驱动电阻大小可调。尖峰电压检测电路30，连接于与第一驱动信号端口Vo导通的IGBT的栅极G，尖峰电压检测电路20被配置为在IGBT关断时监测是否出现尖峰电压。电阻调节控制电路40，连接于尖峰电压检测电路20与驱动电阻调节电路30之间，被配置为在IGBT关断监测到尖峰电压时，使驱动电阻调节电路30形成的电阻减小。本公开实施例的IGBT驱动电路，在IGBT关断时，通过尖峰电压检测电路30监测是否有尖峰电压，从而来选择相对于正常工作状态减小的驱动电阻的阻值，当有尖峰电压出现时，通过减小关断时的驱动电阻来给IGBT栅极的累积电荷提供额外的迅速放电通道，从而抑制栅极尖峰电压，保证IGBT不被误导通，实现在关断时保护IGBT的功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT驱动电路，其特征在于，包括：/n驱动芯片(10)，具有第一驱动信号端口(Vo)；/n驱动电阻调节电路(20)，连接于所述第一驱动信号端口(Vo)与所述IGBT的栅极(G)之间，所述驱动电阻调节电路(30)形成的驱动电阻大小可调；/n尖峰电压检测电路(30)，连接于与所述第一驱动信号端口(Vo)导通的IGBT的栅极(G)，所述尖峰电压检测电路(20)被配置为在IGBT关断时监测是否出现尖峰电压；和/n电阻调节控制电路(40)，连接于所述尖峰电压检测电路(20)与所述驱动电阻调节电路(30)之间，被配置为在IGBT关断监测到尖峰电压时，使所述驱动电阻调节电路(30)形成的电阻减小。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGBT驱动电路，其特征在于，包括：
驱动芯片(10)，具有第一驱动信号端口(Vo)；
驱动电阻调节电路(20)，连接于所述第一驱动信号端口(Vo)与所述IGBT的栅极(G)之间，所述驱动电阻调节电路(30)形成的驱动电阻大小可调；
尖峰电压检测电路(30)，连接于与所述第一驱动信号端口(Vo)导通的IGBT的栅极(G)，所述尖峰电压检测电路(20)被配置为在IGBT关断时监测是否出现尖峰电压；和
电阻调节控制电路(40)，连接于所述尖峰电压检测电路(20)与所述驱动电阻调节电路(30)之间，被配置为在IGBT关断监测到尖峰电压时，使所述驱动电阻调节电路(30)形成的电阻减小。


2.根据权利要求1所述的IGBT驱动电路，其特征在于，所述驱动电阻调节电路(20)包括：第一驱动电阻(R1)、第一MOS管(Q1)、第二驱动电阻(R2)和第三防反二极管(D3)；
其中，所述第一驱动电阻(R1)的第一端与所述第一驱动信号端口(Vo)导通，所述第一驱动电阻(R1)的第二端与所述IGBT的栅极(G)导通，所述第一MOS管(Q1)、第二驱动电阻(R2)和第三防反二极管(D3)串联后与所述第一驱动电阻(R1)并联。


3.根据权利要求2所述的IGBT驱动电路，其特征在于，所述驱动芯片(10)具有正向偏压输出端口(Vcc)，所述第一MOS管(Q1)的第一栅极(g1)与所述正向偏压输出端口(Vcc)和所述电阻调节控制电路(40)连接；
其中，所述电阻调节控制电路(40)被配置为在IGBT关断后电压正常的情况下，使所述第一MOS管(Q1)的第一栅极(g1)接地而关断，使驱动电阻为所述第一驱动电阻(R1)；且在监测到尖峰电压时，使所述第一MOS管(Q1)的第一栅极(g1)与所述电阻调节控制电路(40)连接处的电压低于所述正向偏压输出端口(Vcc)的电压，以接通所述第一MOS管(Q1)使驱动电阻为所述第一驱动电阻(R1)和所述第二驱动电阻(R2)并联形成的电阻。


4.根据权利要求2所述的IGBT驱动电路，其特征在于，所述驱动芯片(10)具有正向偏压输出端口(Vcc)，所述第一MOS管(Q1)的第一栅极(g1)与所述正向偏压输出端口(Vcc)之间通过第一保护电阻(R3)连接。


5.根据权利要求1所述的IGBT驱动电路，其特征在于，所述尖峰电压检测电路(30)包括：PNP型三极管(Q4)、击穿二极管(Z1)、第一防反二极管(D1)、第二保护电阻(R7)和第三保护电阻(R9)；
其中，所述击穿二极管(Z1)、第一防反二极管(D1)和第二保护电阻(R7)依次串联，所述第二保护电阻(R7)与所述电阻调节控制电路(40)连接，所述PNP型三极管(Q4)的发射极与所述击穿二极管(Z1)连接，所述PN...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨博，黄猛，王京，俞贤桥，张珊，方明照，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44