抑制IGBT过电流的驱动电路制造技术

一种抑制IGBT过电流的驱动电路，包括：隔离驱动电路、降栅压钳位电路、推挽放大电路、报警输出电路、以及过电压检测电路，其中，隔离驱动电路的输出端、降栅压钳位电路的第一输出端与推挽放大电路的输入端连接，推挽放大电路的输出端与IGBT驱动回路连接，过电压检测电路的输入端与IGBT驱动回路连接、输出端与降栅压钳位电路的输入端连接，降栅压钳位电路的第二输出端与报警输出电路的输入端连接。根据本发明专利技术方案，可以实现对IGBT过电流的有效抑制，不仅可以减少IGBT过电流时的关断应力，还可延长IGBT短路承受时间，增强IGBT短路电流承受能力，且实现成本低，灵活性高，电路简单，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源
，特别涉及一种抑制IGBT过电流的驱动电路。
技术介绍
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型功率管)作为不间断电源(UPS)或其他电器设备的功率部件，是关系到设备是否正常运行和可靠运行的关键功率器件，IGBT的器件性能直接关系到设备是否能正常运行及其使用寿命。根据IGBT的工作特性，开通时，最佳的驱动电压为15V士 10%，15V的驱动电压使IGBT处于充分饱和状态， 通态压降也比较低，高于15V的驱动电压难以实现IGBT的过流、短路等保护，IGBT承受过电流的时间大大缩短，影响IGBT的可靠工作，驱动电压低于15V时，IGBT的通态损耗有所增加，但是IGBT承受过电流或短路电流的时间有所延长，且IGBT的关断时产生的应力也较小。所以为使IGBT工作在最佳状态，正常驱动电压控制在15V士 10%，异常时可利用IGBT的特性进行适当保护。造成IGBT损坏的原因有多种，如过电流、过电压、过温度、栅极过电压、功率循环疲劳等多种因素，应用实践表明，过电流是IGBT电力电子线路中经常发生的故障，也是损坏IGBT的主要原因之一，所以过流保护在IGBT应用中应优先考虑。IGBT对过电流或短路的承受时间一般在IOus以内，所以要求IGBT的过电流保护响应速度必须要快。而目前常用的过电流保护一般有如下两种对于因负载过载等因素引起的过电流通常采用电流霍尔传感器侦测，由控制电路实行保护。而对于因负载短路或IGBT上下桥臂直通引起的过电流保护，如此的保护方法响应时间是不够的，在控制电路从检测到过流到发出信号，再到信号的传输执行，这个时间可能会超出IGBT短路所能承受的时间，很显然这种短路保护采用上述方法已经存在弊端。所以类似的保护业界通常采用检测IGBT饱和压降的方法进行保护，因IGBT的特性是当IGBT过流时，其饱和压降将随着电流的增大而增大，利用IGBT这一特性可以实现通过检测饱和压降Vce来实现IGBT的过电流保护。比如目前市场上常见的 M57962AL、HC316J等集成电路都是采用这种检测饱和压降Vce实现过电流保护，如图1、图 2所示。但这些电路都是集成IC器件，需要配合外围电路方能实现作用，使用灵活性差，电路实现成本高，保护过程复杂等。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种抑制IGBT过电流的驱动电路，其可以减少IGBT的关断应力，延长IGBT短路承受时间，延长保护电路动作时间，且实现成本低，灵活性高，电路简单，实用性强。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种抑制IGBT过电流的驱动电路，包括隔离驱动电路、降栅压钳位电路、推挽放大电路、报警输出电路、以及过电压检测电路，其中，隔离驱动电路的输出端、降栅压钳位电路的第一输出端与推挽放大电路的输入端连接，推挽放大电路的输出端与IGBT驱动回路连接，过电压检测电路的输入端与IGBT驱动回路连接、输出端与降栅压钳位电路的输入端连接， 降栅压钳位电路的第二输出端与报警输出电路的输入端连接。根据上述本专利技术方案，其可以实现对IGBT过电流的有效抑制，不仅可以减少IGBT 过电流时的关断应力，还可延长IGBT短路承受时间，增强IGBT短路电流承受能力，且实现成本低，灵活性高，电路简单，实用性强。附图说明图1是现有技术中的一种对IGBT过电流保护的电路示意图。图2是现有技术中的另一种IGBT过电流保护的电路示意图。图3是本专利技术的抑制IGBT过电流的驱动电路的结构示意图。图4是本专利技术的驱动电路实施例的电路结构示意图。具体实施例方式以下结合其中的较佳实施例对本专利技术方案进行详细说明。参见图3所示，是本专利技术的抑制IGBT过电流的驱动电路的结构示意图，其包括有 隔离驱动电路、降栅压钳位电路、推挽放大电路、报警输出电路、以及过电压检测电路，其中，隔离驱动电路的输出端、降栅压钳位电路的第一输出端与推挽放大电路的输入端连接， 推挽放大电路的输出端与IGBT驱动回路连接，过电压检测电路的输入端与IGBT驱动回路连接、输出端与降栅压钳位电路的输入端连接，降栅压钳位电路的第二输出端与报警输出电路的输入端连接。如图4所示，是在一个具体示例中本专利技术的抑制IGBT过电流的驱动电路的电路结构示意图。图4所示中，对本专利技术的隔离驱动电路、降栅压钳位电路、推挽放大电路、报警输出电路、过电压检测电路的具体示例分别进行了说明。图4所示中，隔离驱动电路主要由 TLP光电耦合器U1、电阻R1、电容Cl和二极管Dl组成，降栅压钳位电路由三极管Q1、三极管Q2、二极管02、电阻1 4、1 5、1 6、1 3、1 9、电容C3及微分电容C4组成，推挽放大电路由三极管Q3、Q4组成，图4中所示的推挽放大电路是目前市场上通用的电路，报警输出电路由稳压二极管DZ2、限流电阻R8和光电耦合器U2组成，过电压检测电路由高压二极管D3、D4、电阻 R2、电容C2以及稳压二极管DZl等组成。图4所示的具体实施方式中，正电源+VCC接入TLP光电耦合器Ul的8脚、电容Cl、 电阻R5、电容C4、稳压二极管DZ2的负极以及三极管Q4的集电极，TLP光电耦合器Ul的7 脚、6脚相接后与电阻R1、二极管Dl的负极连接，并通过电阻R6与三极管Q2的发射极、电阻R7、电容C5、三极管Q3的基极、三极管Q4的基极连接，电阻Rl的另一端、二极管Dl的正极与电阻R2、稳压二极管DZl的负极以及电容C2连接，电阻R2的另一端与高压二极管D3 的正极连接，高压二极管D3的负极与高压二极管D4的正极连接，高压二极管D4的负极与 IGBT的集电极连接，稳压二极管DZl的正极与电阻R3、电容C3以及三极管Ql的基极连接， 三极管Ql的集电极通过电阻R4与二极管D2的负极、电阻R5的另一端、电容C4的另一端以及以及电阻R8连接，电阻R8的另一端通过光电耦合器U2与稳压二极管DZ2的正极连接， 通过光电耦合器U2输出故障输出信号。二极管D2的正极与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极与电阻R9连接，TLP光电耦合器Ul的5脚、电容Cl的另一端、电容C2的另一端、电阻R3的另一端、电容C3的另一端、三极管Ql的发射极、电阻R9的另一端、电阻R7的另一端、电容C5的另一端以及三极管Q3的集电极接入负电源-VEE。三极管Q3的发射极与三极管Q4的发射极连接后，通过电阻Rg接入IGBT驱动回路。图4所示中，Rg、Rge、Cge 等是IGBT驱动的外围器件，不在本专利技术方案之内，在此不予赘述。其中，图4所示中，C3、C5为杂讯滤波电容，以消除噪音，在没有必要时可省略，R3、 R7为输入信号为低时的低电平(钳位到地)的下拉电阻，以保证输入信号为低时三极管Ql 和Q3不导通，进行误动作保护，无必要时也可以省略。正常工作时，IGBT开通，正常开通时IGBT的饱和压降较低，正驱动电压通过R1、 R2施加在过流检测二极管D3、D4的正极而使得D3、D4D导通，+VCC通过Rl、R2、D3、D4和 IGBT的Vce (即图中的C点电压)构成分压回路在R2端分得的B点电压Ul钳位在稳压二极管DZl的击穿电压以下，三极管Ql处于截止状态。PWM(Pulse Width M本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种抑制ＩＧＢＴ过电流的驱动电路，其特征在于，包括：隔离驱动电路、降栅压钳位电路、推挽放大电路、报警输出电路、以及过电压检测电路，其中，隔离驱动电路的输出端、降栅压钳位电路的第一输出端与推挽放大电路的输入端连接，推挽放大电路的输出端与ＩＧＢＴ驱动回路连接，过电压检测电路的输入端与ＩＧＢＴ驱动回路连接、输出端与降栅压钳位电路的输入端连接，降栅压钳位电路的第二输出端与报警输出电路的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种抑制IGBT过电流的驱动电路，其特征在于，包括隔离驱动电路、降栅压钳位电路、推挽放大电路、报警输出电路、以及过电压检测电路，其中，隔离驱动电路的输出端、降栅压钳位电路的第一输出端与推挽放大电路的输入端连接，推挽放大电路的输出端与IGBT 驱动回路连接，过电压检测电路的输入端与IGBT驱动回路连接、输出端与降栅压钳位电路的输入端连接，降栅压钳位电路的第二输出端与报警输出电路的输入端连接。2.根据权利要求1所述的抑制IGBT过电流的驱动电路，其特征在于，所述隔离驱动电路包括TLP光电耦合器Ul、电阻Rl、电容Cl以及二极管Dl，电容Cl连接在TLP光电耦合器Ul的8脚与5脚之间，TLP光电耦合器Ul的7脚与6脚相接后与电阻Rl以及二极管 Dl的负极连接，电阻Rl的另一端与二极管Dl的正极相连接。3.根据权利要求1所述的抑制IGBT过电流的驱动电路，其特征在于，所述降栅压钳位电路包括三极管Q1、三极管Q2、二极管D2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R9及微分电容C4， 三极管Ql的集电极接电阻R4后与二极管D2的负极、电阻R5以及电容C4连接，电阻R5、电容C4的另一端接入正电源，三极管Ql的基极与过电压检测电路连接，三极管Ql的发射极接负电源，三极管Q2的集电极接电阻R9后接入负电源，三极管Q2的基极与二极管D2的正极连接，三极管Q2的发射极与电阻R6及推挽放大电路连接。4.根据权利要求3所述的抑制IGBT过电流的驱动电路，其特征在于，还包括连接于三极管Ql的基极与发射极之间的电阻R3 ；和/或连接于三极管Ql的基极与三极管Ql的发射极之间的电容C3。5.根据权利要求3或4所述的抑制IGBT过电流的驱动电路，其特征在于，还包括电阻 R7、电容C5，电阻R7与电容C5并联后，一端与三极管Q2的基极连接，一端接入负电源。6.根据权利要求1所述的抑制IGBT过电流的驱动电路，其特征在于，所述报警输出电路包括依次串联的电阻R8、光电耦合器U2、稳压二极管DZ2，稳压二极管DZ2的正极与光电耦合器U2连接，光电耦合器U2的负极接入正电源。7.根据权利要求1所述的抑制IGBT过电流的驱动电路，其特征在于，所述过电压检测电路包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴宝锋，
申请(专利权)人：广东易事特电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44