一种新型的IGBT并联驱动电路制造技术

本发明专利技术提供的一种新型的IGBT并联驱动电路，电路包含电压采样模块、隔离开关电源、数字信号隔离模块、数字控制单元、温度采样单元、数控电流源、门极参数调整单元、发射极补偿单元、短路保护单元；电压采样模块，对各开关管的门极G、集电极C、发射极E极电压进行采样；隔离开关电源主要产生高低压间隔离电源；数字信号隔离模块，对高低压间数字信号进行隔离传输；温度采样单元，对IGBT内置NTC热敏电阻进行AD采样。通过对模块发射极电压以及门极电压进行监测，实时对IGBT门极电压进行补偿，同时通过对比每路并联模块间门极信号，对回路延时、回路参数以及器件参数差异进行补偿，从而提高并联模块间的电流均衡度，提高半导体模块的利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的IGBT并联驱动电路


[0001]本专利技术属于电路领域，具体来说是一种新型的IGBT并联驱动电路。

技术介绍

[0002]随着车用电机控制器功率的不断增大，对电机控制器输出电流的要求逐渐提高，受限于现有半导体器件的封装电流能力，对IGBT半导体进行并联操作得到越来越广泛的应用。
[0003]现有的并联方案中，主要采用模拟电路设计，电路特性比较单一，不具备灵活性，而且模拟隔离芯片成本也高；同时，由于并联模块中发射极之间存在严重环流，会造成并联半导体门极电压出现差异，以及由于半导体门极开通速度、回路差异、器件差异等因素，使得并联模块的电流不均衡，影响半导体性能利用率以及可靠性。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种新型的IGBT并联驱动电路，解决了
技术介绍
中部分的问题。
[0005]本专利技术提供的一种新型的IGBT并联驱动电路，其特征在于，所述电路包含电压采样模块、隔离开关电源、数字信号隔离模块、数字控制单元、温度采样单元、数控电流源、门极参数调整单元、发射极补偿单元、短路保护单元；
[0006]所述电压采样模块、所述隔离开关电源、所述数字信号隔离模块、所述温度采样模块、所述数控电流源、所述短路保护单元均与所述数字控制单元电连接；
[0007]所述数控电流源包括数控电流源一和数控电流源二；
[0008]所述电路还包括第一电路和第二电路，所述数字控制单元的一端与所述第一电路和所述第二电路连接；
[0009]所述第一电路包括开关管Q1、Q2，以及门极参数调整单元一、发射极补偿单元一；
[0010]所述门极参数调整单元一包括并联的第一支路和第二支路，所述第一支路包括串联的开关S1和电阻R1，所述第二支路包括电阻R2；
[0011]所述发射极补偿单元一包括电阻R4；
[0012]所述开关管Q1和所述开关管Q2的门极相连并连接至所述数字控制单元上，所述开关管Q1和所述开关管Q2的发射极相连后，与所述门极参数调整单元一相连，所述开关管Q1的集电极连接有电源VCC，所述开关管Q2的集电极接地，所述门极参数调整单元一的另一端连接有IGBT1，所述IGBT1的门极通过所述门极参数调整单元一与所述开关管Q1的发射极相连，所述IGBT1的发射极通过电阻R3后接地，所述发射极补偿单元一连接所述IGBT1的发射极和数控电流源一，所述IGBT1的发射极和集电极经由开关管T1连接，所述开关管T1的正极与所述IGBT1的发射极连接，所述开关管T1的负极与所述IGBT1的集电极连接；
[0013]所述第二电路与所述第一电路的结构相同，所述第一电路中的IGBT1的发射极和所述第二电路中的IGBT2的发射极相连，所述第一电路中的IGBT1的集电极和所述第二电路
中的IGBT2的集电极相连；
[0014]所述电压采样模块，对各开关管的门极G、集电极C、发射极E极电压进行采样；
[0015]所述隔离开关电源，主要产生高低压间隔离电源；
[0016]所述数字信号隔离模块，对高低压间数字信号进行隔离传输；
[0017]所述温度采样单元，对IGBT内置NTC热敏电阻进行AD采样。
[0018]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，所述电压采样模块为AD采样电路拓扑。
[0019]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，所述隔离开关电源为反激、正激等多种开关电源拓扑。
[0020]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，所述数字控制单元通过控制所述门极参数调整单元，可以对所述开关管T1、T2的门极驱动参数进行调整，使所述开关管的门极动作特性趋于一致。
[0021]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，所述数字控制单元通过调整所述开关管T1、T2的输出信号时序，可以使所述开关管T1、T2的门极动作时间趋于同步。
[0022]本专利技术的一个技术方案，进一步设置为，所述数字控制单元具备快速并行处理能力，为CPLD、FPGA。
[0023]本专利技术的有益效果至少为：
[0024](1)本专利技术通过IGBT并联模块的驱动电路，通过对模块发射极电压以及门极电压进行监测，实时对IGBT门极电压进行补偿，同时通过对比每路并联模块间门极信号，对回路延时、回路参数以及器件参数差异进行补偿，从而提高并联模块间的电流均衡度，提高半导体模块的利用率。
[0025](2)本专利技术采样数字驱动方案，只使用数字型隔离器件，不需要专门的驱动芯片以及模拟隔离器件，相比较传统模拟驱动方案，成本降低，电路灵活性好。
[0026](3)本专利技术可实现并联IGBT开关动作的同步性，提供并联IGBT开关动作的一致性，保证了并联IGBT导通特性的一致性。
[0027](4)本专利技术采样数字控制电路，电路具备可编程特性，提高电路特性的灵活性。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的新型的IGBT并联驱动电路的部分结构示意图；
[0029]图2为本专利技术的新型的IGBT并联驱动电路的另一部分结构示意图；
[0030]图3为本专利技术的新型的IGBT并联驱动电路的再一部分结构示意图；
[0031]图4为本专利技术的第一电路的电路图；
[0032]图5是本大明的第二电路的电路图；
[0033]图6为本专利技术的门极驱动信号动作时序图。
[0034]附图标记说明：
[0035]1、数字控制单元；2、电压采样模块；3、数字信号隔离模块；4、短路保护单元；5、隔离开关电源；6、温度采样单元；7、数控电流源一；8、数控电流源二；9、模块内部NTC电阻；10、发射极补偿单元一；11、发射极补偿单元二；12、门极参数调整单元一；13、门极参数调整单元二；14、第一电路；15、第二电路。
具体实施方式
[0036]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述，附图中给出了本专利技术的若干实施例，但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0037]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0038]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0039]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的IGBT并联驱动电路，其特征在于，所述电路包含电压采样模块、隔离开关电源、数字信号隔离模块、数字控制单元、温度采样单元、数控电流源、短路保护单元；所述电压采样模块、所述隔离开关电源、所述数字信号隔离模块、所述温度采样模块、所述数控电流源、所述短路保护单元均与所述数字控制单元电连接；所述数控电流源包括数控电流源一和数控电流源二；所述电路还包括第一电路和第二电路，所述数字控制单元的一端与所述第一电路和所述第二电路连接；所述第一电路包括开关管Q1、Q2，以及门极参数调整单元一、发射极补偿单元一；所述门极参数调整单元一包括并联的第一支路和第二支路，所述第一支路包括串联的开关S1和电阻R1，所述第二支路包括电阻R2；所述发射极补偿单元一包括电阻R4；所述开关管Q1和所述开关管Q2的门极相连并连接至所述数字控制单元上，所述开关管Q1和所述开关管Q2的发射极相连后，与所述门极参数调整单元一相连，所述开关管Q1的集电极连接有电源VCC，所述开关管Q2的集电极接地，所述门极参数调整单元一的另一端连接有IGBT1，所述IGBT1的门极通过所述门极参数调整单元一与所述开关管Q1的发射极相连，所述IGBT1的发射极通过电阻R3后接地，所述发射极补偿单元一连接所述IGBT1的发射极和数控电流源一，所述IGBT1的发射极和集电极经由开关管T1连接，所述开关管T1的正极与所述IGBT1的发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李幸，潘叶辉，黄健，
申请(专利权)人：上海熠动动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：