一种三电平IGBT驱动模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种三电平IGBT驱动模块，包括集成在同一块PCB板上的逻辑控制电路、第一电源变压器、第二电源变压器、四个光耦、四个功率放大电路和四个IGBT驱动端子；第一电源变压器和两个光耦在PCB板上排列成一条线以形成第一安规隔离带，第二电源变压器和另两个光耦在PCB板上排列成另一条线以形成第二安规隔离带，两个功率放大电路和两个IGBT驱动端子布置在第一安规隔离带与PCB板的边缘线围成的区域内，另两个功率放大电路和另两个IGBT驱动端子布置在第二安规隔离带与PCB板的边缘线围成的区域内，逻辑控制电路布置在所述第一安规隔离带和所述第二安规隔离带之间。本实用新型专利技术驱动性能好且成本低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及IGBT驱动
，尤其涉及一种三电平IGBT驱动模块。
技术介绍
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 (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。IGBT具有驱动功率小、开关速度高、饱和压降低、耐高压、大电流等一系列优点，成为大功率开关电源等电力装置等首选的功率器件。但是，IGBT运行性能的好坏受驱动电路的影响很大，如开关损耗等。因此，采取合理的IGBT驱动设计方案，充分发挥IGBT的驱动性能非常重要。在现有技术 中，常规的三电平IGBT驱动设计方案一般采取驱动板外加辅助驱动板的设计方案，这种设计方案成本较高，驱动回路引线较长，驱动回路的寄生电感较大，且各易引起驱动回路振汤，从而易损坏IGBT。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述三电平IGBT驱动设计方案成本较高，驱动回路引线较长，驱动回路的寄生电感较大，且容易引起驱动回路振荡，从而易损坏IGBT的缺陷，提供一种三电平IGBT驱动模块，能够使得光耦输出和IGBT的驱动端子间实现最短的电气连接，从而有效降低驱动回路的寄生电感，减小驱动振荡的风险，且能有效降低IGBT的开关损耗，同时降低了成本。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种三电平IGBT驱动模块，其特征在于，所述三电平IGBT驱动模块包括集成在同一块PCB板上的逻辑控制电路、第一电源变压器、第二电源变压器、四个光耦、四个功率放大电路和四个IGBT驱动端子，其中:所述逻辑控制电路分别与所述第一电源变压器、所述第二电源变压器和所述四个光耦连接；所述四个光耦分别与所述四个功率放大电路一一对应连接，所述四个功率放大电路分别与所述四个IGBT驱动端子一一对应连接；所述第一电源变压器分别与两个光耦连接，所述第二电源变压器分别与另两个光耦连接；所述第一电源变压器和分别与其连接的两个光耦在所述PCB板上排列成一条线以形成第一安规隔离带；所述第二电源变压器和分别与其连接的另两个光耦在所述PCB板上排列成另一条线以形成第二安规隔离带；分别与在所述第一安规隔离带上的两个光耦一一对应连接的两个功率放大电路和分别与该两个功率放大电路一一对应连接的两个IGBT驱动端子布置在所述第一安规隔离带与所述PCB板的边缘线围成的区域内，分别与在所述第二安规隔离带上的另两个光耦--对应连接的另两个功率放大电路和分别与该另两个功率放大电路--对应连接的另两个IGBT驱动端子布置在所述第二安规隔离带与所述PCB板的边缘线围成的区域内；所述逻辑控制电路布置在所述第一安规隔离带和所述第二安规隔离带之间。在本技术所述的三电平IGBT驱动模块中，所述第一安规隔离带与所述第二安规隔离带并列排布。在本技术所述的三电平IGBT驱动模块中，所述第一电源变压器布置在分别与其连接的两个光耦之间，且与该两个光耦直线排布；所述第二电源变压器布置在分别与其连接的另两个光耦之间，且与该另两个光耦直线排布。在本技术所述的三电平IGBT驱动模块中，所述逻辑控制电路用于产生四路独立的PWM信号分别驱动所述四个光耦，且单独产生两路PWM信号同时驱动所述第一电源变压器Tl和所述第二电源变压器T2。在本技术所述的三电平IGBT驱动模块中，所述四个光耦分别用于基于各自接收到的PWM信号通过对应的功率放大电路驱动对应的与IGBT驱动端子连接的IGBT模块。在本技术所述的三电平IGBT驱动模块中，所述第一电源变压器用于为分别与其连接的两个光耦的副边提供驱动所需的正负电源；所述第二电源变压器用于为分别与其连接的另两个光耦的副边提供驱动所需的正负电源。实施本技术的技术方案，具有以下技术效果通过将三电平IGBT驱动模块以及辅助驱动模块中的各个电路都集成在同一块PCB板上，PCB板上的强电信号与弱电信号元器件分隔布局，PCB的布局紧凑合理，布线清晰简洁，且在性能上很好的满足整个驱动模块的安规设计标准，能够使得光耦输出和IGBT的驱动端子间实现最短的电气连接，从而有效降低驱动回路的寄生电感，减小驱动振荡的风险，且能有效降低IGBT的开关损耗，同时降低了成本。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中图1是本技术的三电平IGBT驱动模块的结构示意图；图2是本技术的三电平IGBT驱动模块的电路布置的示意图。具体实施方式本技术将三电平IGBT驱动模块以及辅助驱动模块中的各个电路都集成在同一块PCB板上，由于采用此方案导致PCB的体积大小受限于所配套的IGBT模块大小和布局设计，故而对安规和布局等要求很高，在此情况下，本技术针对三电平驱动模块内部强电和弱电的隔离要求，两条安规隔离带上分别布置隔离元器件，从而使强电信号与弱电信号得以隔离，布局紧凑合理，布线清晰简洁，且在性能上很好的满足整个驱动模块的安规设计标准，能够使得光耦输出和IGBT的驱动端子间实现最短的电气连接，从而有效降低驱动回路的寄生电感，减小驱动振荡的风险，且能有效降低IGBT的开关损耗，同时降低了成本。图1是本技术的三电平IGBT驱动模块的结构示意图。如图1所示，本技术的三电平IGBT驱动模块包括逻辑控制电路5、第一电源变压器Tl、第二电源变压器T2、四个光耦(即第一光耦Ul至第四光耦U4)、四个功率放大电路(即第一功率放大电路I至第四功率放大电路4)以及四个IGBT驱动端子(即第一 IGBT驱动端子10至第四IGBT驱动端子40)，特别地，该四个IGBT驱动端子均为IGBT的栅源驱动端子。其中，逻辑控制电路5分别与第一电源变压器Tl、第二电源变压器T2和四个光耦连接；四个光耦分别与四个功率放大电路一一对应连接，即第一光耦Ul与第一功率放大电路I连接，第二光耦U2与第二功率放大电路2连接，第三光耦U3与第三功率放大电路3连接，以及第四光耦U4与第四功率放大电路4连接；四个功率放大电路分别与四个IGBT驱动端子一一对应连接，即第一功率放大电路I与第一 IGBT驱动端子10连接，第二功率放大电路2与第二 IGBT驱动端子20连接，第三功率放大电路3与第三IGBT驱动端子30连接，以及第四功率放大电路4与第四IGBT驱动端子40连接；第一电源变压器Tl分别与第一光耦Ul和第二光耦U2连接；第二电源变压器T2分别与第三光耦U3和第四光耦U4连接。在电路工作过程中，逻辑控制电路5接收输入信号PWM-A和PWM-B信号，并通过内部逻辑转换将PWM-A和PWM-B两路信号转换为四路独立的PWM信号分别驱动四个光耦，且逻辑控制电路5单独产生两路PWM信号同时驱动第一电源变压器Tl和第二电源变压器T2。四个光耦基于各自接收到的PWM信号分别通过对应的功率放大电路驱动相应的与IGBT驱动端子连接的IGBT模块，例如，第一光耦Ul基于其接收到的PWM信号通过第一功率放大电路I驱动与第一 IGBT驱动端子10连接的IGBT模块(图中未示出)，依此类推。第一电源变压器Tl基于其接收到的PWM信号为第一光耦Ul和第二光耦U2的副边提供驱动所需的正负电源，第二电源变压器T2基于其接收到的PWM信号为第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三电平IGBT驱动模块，其特征在于，所述三电平IGBT驱动模块包括集成在同一块PCB板上的逻辑控制电路、第一电源变压器、第二电源变压器、四个光耦、四个功率放大电路和四个IGBT驱动端子，其中：所述逻辑控制电路分别与所述第一电源变压器、所述第二电源变压器和所述四个光耦连接；所述四个光耦分别与所述四个功率放大电路一一对应连接，所述四个功率放大电路分别与所述四个IGBT驱动端子一一对应连接；所述第一电源变压器分别与两个光耦连接，所述第二电源变压器分别与另两个光耦连接；所述第一电源变压器和分别与其连接的两个光耦在所述PCB板上排列成一条线以形成第一安规隔离带；所述第二电源变压器和分别与其连接的另两个光耦在所述PCB板上排列成另一条线以形成第二安规隔离带；分别与在所述第一安规隔离带上的两个光耦一一对应连接的两个功率放大电路和分别与该两个功率放大电路一一对应连接的两个IGBT驱动端子布置在所述第一安规隔离带与所述PCB板的边缘线围成的区域内，分别与在所述第二安规隔离带上的另两个光耦一一对应连接的另两个功率放大电路和分别与该另两个功率放大电路一一对应连接的另两个IGBT驱动端子布置在所述第二安规隔离带与所述PCB板的边缘线围成的区域内；所述逻辑控制电路布置在所述第一安规隔离带和所述第二安规隔离带之间。...

【技术特征摘要】
1.一种三电平IGBT驱动模块，其特征在于，所述三电平IGBT驱动模块包括集成在同一块PCB板上的逻辑控制电路、第一电源变压器、第二电源变压器、四个光耦、四个功率放大电路和四个IGBT驱动端子，其中: 所述逻辑控制电路分别与所述第一电源变压器、所述第二电源变压器和所述四个光耦连接；所述四个光耦分别与所述四个功率放大电路一一对应连接，所述四个功率放大电路分别与所述四个IGBT驱动端子一一对应连接；所述第一电源变压器分别与两个光耦连接，所述第二电源变压器分别与另两个光耦连接； 所述第一电源变压器和分别与其连接的两个光耦在所述PCB板上排列成一条线以形成第一安规隔离带；所述第二电源变压器和分别与其连接的另两个光耦在所述PCB板上排列成另一条线以形成第二安规隔离带； 分别与在所述第一安规隔离带上的两个光耦一一对应连接的两个功率放大电路和分别与该两个功率放大电路一一对应连接的两个IGBT驱动端子布置在所述第一安规隔离带与所述PCB板的边缘线围成的区域内，分别与在所述第二安规隔离带上的另两个光耦一一对应连接的另两个功率放大电路和分别与该另两个功率放大电路--对应连接的另两个IGBT驱动端子布置在所述第二安规隔离带与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晓生，曾建友，陈高，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：