CN101741078A - 一种igbt驱动电压的过压欠压保护锁定电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IGBT的驱动芯片过压欠压保护锁定电路，性能可靠实用。该电路包括有稳压管、电阻和三极管，一个16V的稳压管DZ1串接在VCC上，阳极接地，稳压管DZ1的阴极再并联一个13.3V的稳压管DZ2，阳极串联一个1K电阻R1后接到NPN三极管T1的基极，T1的集电极串联一个10K电阻R2后接到VCC上，同时T1的集电极输出串联一个2K电阻后再接到NPN三极管T2的基极，T2的集电极串联一个10K电阻R4后接到VCC上，同时T2的集电极输出连接一个推挽电路的输入端，推挽电路的输出端串联一个20K电阻R6后接到NPN三极管T5集电极并与PWM信号输出端连接，T5的基极串联一个10K电阻R5后与PWM信号输入端连接，T1、T2和T5的发射极均接地。

Description

一种IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路
技术领域
本发明涉及一种电路，更具体地说涉及一种IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，属于电力电子领域。
背景技术
IGBT在众多电子元件中，属于一种昂贵的元器件，并且在工作过程中，对于栅极工作电源电压的大小和稳定性相当敏感，必须要求在一个合适的范围之内，否则可能击穿栅极或者不在正常工作状态等问题。IGBT的驱动芯片比较理想的电压一般在14-16V之间，其理想状态为：当电源电压幅值低于14V或者高于16V的时候，PWM信号被封锁，不能达到IPM的栅极，同时栅极被拉低；当电源电压在14V-16V之间时，PWM信号能够顺利通过电路，并且以14V-16V的幅值达到IGBT的栅极；现有的检测保护锁定电路很多，要么比较复杂，要么成本比较贵，因此需要开发一种全新的电路来实现保护和锁定。
发明内容
本发明很好的解决了上述现有技术中存在的不足和问题，提供一种IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，该电路性能可靠实用，成本低廉，响应速度高，特别适合低成本要求的场合。
本发明的技术方案如下：
本发明的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，包括有2个稳压管、6个电阻和5个三极管，其所述的一个16V的稳压管DZ1串接在VCC上，阳极接地，稳压管DZ1的阴极再并联一个13.3V的稳压管DZ2，阳极串联一个1K电阻R1后接到NPN三极管T1的基极，T1的集电极串联一个10K电阻R2后接到VCC上，同时T1的集电极输出串联一个2K电阻后再接到NPN三极管T2的基极，T2的集电极串联一个10K电阻R4后接到VCC上，同时T2的集电极输出连接一个推挽电路的输入端，推挽电路的输出端串联一个20K电阻R6后接到NPN三极管T5集电极并与PWM信号输出端连接，T5的基极串联一个10K电阻R5后与PWM信号输入端连接，T1、T2、和T5的发射极均接地。
本发明的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，其进一步的技术方案是所述的推挽电路由一个NPN三极管T3和一个PNP三极管T4串联组成，T3和T4的基极与T2的集电极连接，T3的集电极接到VCC上，T4的集电极接地，T3和T4的发射极均与R6连接。
本发明的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，其进一步的技术方案还可以是所述的稳压管DZ1可用2-5个串联，当然可更多个串联以保证电压的准确性。
本发明的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，其进一步的技术方案还可以是所述的稳压管DZ2可用2-5个串联，当然可更多个串联以保证电压的准确性。
本发明的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，其进一步的技术方案还可以是所述的稳压管DZ1的电压为17V，所述的稳压管DZ2的电压为14.3V。T3实际工作的时候，并不是完全饱和状态，前面所述的述的情况实际上是一种理想情况，Vce有约1V的压降，所以实际给T5提供的电压为VCC-1V，鉴于这个实际问题，为了保证T5的工作电压稳定在规定范围内，可以把前面的DZ1换成17V的稳压管，DZ2换成14.3的稳压管，这样电源保护范围的时候就是15V到17V了，选择电源的时候就应该把把额定电压选在15V到17V之间。由于这种稳压管不容易买到，可以将几个常用的管子串联使用。由于后面的都是PWM信号，为了保证信号的稳定性，三极管的HEF要选择200或者更大些的。
本发明整个电路的工作过程如下：因为三极管T1的基极电压为0.7V，稳压管DZ1的稳压值为13.3V，所以当VCC的电压下降到13.3V+0.7V＝14V以下的时候，T1基极无电流通过，处于截止状态，T1的集电极为高电平，很容易分析T2处于饱和状态，所以T2集电极输出为低电平，输出信号到达推挽电路的基极，因为推挽电路是正逻辑，所以推挽电路的输出也是低电平。由于T5的集电极连接着推挽电路的输出，所以T5的集电极也为低电平，无论IN PWM电平信号为高还是低，OUT PWM均被拉低，使得IGBT栅极无电压，漏极也无电流，起到对驱动信号封锁的作用。
当电源电压VCC高于14V低于16V的时候，因为还没有达到16V，所以DZ1仍然处于高阻状态，但是DZ2却可以导通，所以T1的基极有了电流，在T1集电极电阻的上拉情况下，T1进入饱和状态，集电极为低电平，所以T2的基极也为低电平，使得T2截止，在上拉电阻的作用下，T2集电极输出为高电平，由于推挽电路为正逻辑，推挽电路的输出也为高电平，在T5的集电极上串接一个20K的电阻R6，这个高电平电压VCC就可以为T5集电极供电，很容易看出，PWM可以顺利的通过T5到达IGBT，而且OUT PWM的副值在14V和16V之间，即使IN PWM的副值不稳定，经过反相器功能的T5后，也能得到一个稳幅的PWM输出信号给IGBT。
当电源电压VCC高于16V的时候，由于稳压管DZ1的作用，VCC被嵌位在16V，但是此时T1仍然可以导通，所以T1集电极输出为低电平，T2处于截止状态，T2集电极为高电平，推挽电路的T3导通，输出为16V，此电源接一个电阻R6用来给T5的集电极供电，PWM可以顺利的通过T5到达IGBT，而且幅值为16V。
本发明具有以下有益效果：
本发明的电路性能可靠实用，成本低廉，响应速度快，特别适合低成本要求高的场合。其优越性不仅在成本的低廉和简单的结构组成上，更重要的是，实现了驱动电源电压和信号封锁的同时性，以最快的速度封锁了PWM信号，也就是说驱动电源不仅充当了给信号供电的角色，而且还在欠压时起到封锁信号的双重作用。
附图说明
图1为本发明的电路结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术内容作说明：
如图1所示，本发明的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，包括有2个稳压管、6个电阻和5个三极管，其所述的一个17V的稳压管DZ1串接在VCC上，阳极接地，稳压管DZ1的阴极再并联一个14.3V的稳压管DZ2(上述中DZ1为16V，DZ2为13.3V，因为T3有1V左右的压降，所以，实际分别取17V和14.3V)，阳极串联一个1K电阻R1后接到NPN三极管T1的基极，T1的集电极串联一个10K电阻R2后接到VCC上，同时T1的集电极输出串联一个2K电阻后再接到NPN三极管T2的基极，T2的集电极串联一个10K电阻R4后接到VCC上，同时T2的集电极输出连接一个推挽电路的输入端，推挽电路的输出端串联一个20K电阻R6后接到NPN三极管T5集电极并与PWM信号输出端连接，T5的基极串联一个10K电阻R5后与PWM信号输入端连接，T1、T2和T5的发射极均接地；所述的推挽电路由一个NPN三极管T3和一个PNP三极管T4串联组成，T3和T4的基极与T2的集电极连接，T3的集电极接到VCC上，T4的集电极接地，T3和T4的发射极均与R6连接。

Claims (5)

1.一种IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，包括有2个稳压管、6个电阻和5个三极管，其特征在于所述的一个16V的稳压管DZ1串接在VCC上，阳极接地，稳压管DZ1的阴极再并联一个13.3V的稳压管DZ2，阳极串联一个1K电阻R1后接到NPN三极管T1的基极，T1的集电极串联一个10K电阻R2后接到VCC上，同时T1的集电极输出串联一个2K电阻后再接到NPN三极管T2的基极，T2的集电极串联一个10K电阻R4后接到VCC上，同时T2的集电极输出连接一个推挽电路的输入端，推挽电路的输出端串联一个20K电阻R6后接到NPN三极管T5集电极，并与PWM信号输出端连接，T5的基极串联一个10K电阻R5后与PWM信号输入端连接，T1、T2、和T5的发射极均接地。
2.根据权利要求1所述的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，其特征在于所述的推挽电路由一个NPN三极管T3和一个PNP三极管T4串联组成，T3和T4的基极与T2的集电极连接，T3的集电极接到VCC上，T4的集电极接地，T3和T4的发射极均与R6连接。
3.根据权利要求1所述的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，其特征在于所述的稳压管DZ1的数量可用2-5个串联。
4.根据权利要求1所述的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，其特征在于所述的稳压管DZ2的数量可用2-5个串联。
5.根据权利要求1所述的IGBT驱动电压的过压欠压保护锁定电路，其特征在于所述的稳压管DZ1的钳位电压为17V，所述的稳压管DZ2的钳位电压为14.3V。
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