CN102801142A - 绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，包括：信号传输电路，用于向门极驱动电路传输驱动信号；门极驱动电路，用于放大信号传输电路传输来的驱动信号，并利用放大的驱动信号驱动绝缘栅双极型晶体管工作；电压检测电路，用于当检测到绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极之间的电压超过设定电压阈值时，向阻断时间设定电路传递故障指示信号，电压阈值大于绝缘栅双极型晶体管的驱动电压；阻断时间设定电路，用于在接收到电压检测电路传递的故障指示信号后，向信号传输电路传递封锁信号；信号传输电路还用于，在接收到阻断时间设定电路传递的封锁信号后，封锁向门极驱动电路输出驱动信号。本发明方案有利于避免误报短路故障。

Description

绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路。

背景技术

电力电子装置如变频器、不间断电源（Uninterruptable Power System，UPS）等中，绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）作为其主要的功率开关器件，其工作（包括驱动和保护）的可靠性将直接影响到整个电力电子装置的可靠性。IGBT的驱动功率小且饱和压降低，在各种电力变化中获得极广泛的应用。

可靠的IGBT驱动电路是业内长期的研究课题。与低压IGBT相比，高压大功率IGBT的驱动电路要求有更高的绝缘耐压等级，更大的驱动电流及更可靠的保护性能。目前，高压大功率IGBT的驱动电路在开通IGBT过程中集电极和发射极（Vce）电压下降慢，存在拖尾现象，开通后10us内Vce电压不能降到饱和电压，经常导致误报短路故障。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，以避免误报短路故障。

本发明提供一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，包括：

信号传输电路、门极驱动电路、绝缘栅双极型晶体管、电压检测电路、阻断时间设定电路、以及用于供电的直流到直流隔离驱动电源；

其中，所述信号传输电路，用于向所述门极驱动电路传输驱动信号；

所述门极驱动电路，用于放大所述信号传输电路传输来的驱动信号，并利用放大的驱动信号驱动所述绝缘栅双极型晶体管工作；

所述电压检测电路，用于当检测到所述绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极之间的电压超过设定电压阈值时，向所述阻断时间设定电路传递故障指示信号，所述电压阈值大于所述绝缘栅双极型晶体管的驱动电压；

所述阻断时间设定电路，用于在接收到所述电压检测电路传递的故障指示信号后，向所述信号传输电路传递封锁信号；

所述信号传输电路，还用于在接收到所述阻断时间设定电路传递的封锁信号之后，封锁向所述门极驱动电路输出驱动信号。

可选的，所述直流到直流隔离驱动电源包括：

原边电路、副边电路和变压器；

其中，所述副边电路提供第一输出端、接地端、第二输出端和第三输出端，所述第一输出端的电压高于所述接地端电压；所述接地端电压高于所述第二输出端的电压；所述第三输出端的电压高于所述第一输出端的电压。

可选的，所述副边电路可包括：第七电阻、稳压芯片、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电解电容和第十二电解电容、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管和第七二极管，

其中，所述第三二极管的阳极通过所述第七电容与所述变压器的第二副边绕组的同名端连接，所述第三二极管的阴极与所述稳压芯片的输入端连接；

所述第四二极管的阳极与所述变压器的第二副边绕组的异名端连接，所述第四二极管的阳极与所述稳压芯片的接地端连接，所述稳压芯片的输入端和接地端还通过所述第八电容连接，所述第十一电解电容的正极与所述稳压芯片输出端连接，所述第十一电解电容的负极与所述稳压芯片的接地端连接；

所述第十二电解电容的正极与所述第十一电解电容的负极连接，所述第十二电解电容的负极与所述第五二极管的正极连接，所述第五二极管的负极还与所述变压器的第二副边绕组的同名端连接；

所述第六二极管的阳极与所述变压器的第三副边绕组的异名端连接，所述第六二极管的阴极与所述第七二极管的阳极连接，所述变压器的第三副边绕组的同名端还通过所述第九电容与所述第七二极管的阳极连接，所述第六二极管的阳极还通过所述第七电阻与所述第七二极管的阴极连接，所述第七电阻还与所述第十电容并联；

其中，所述第十一电解电容的正极作为所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端，所述第十一电解电容的负极作为所述直流到直流隔离驱动电源的接地端，所述第十二电解电容的负极作为所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端，所述第七二极管的阴极作为所述直流到直流隔离驱动电源的第三输出端。

可选的，在于，所述原边电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、半桥驱动芯片、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容，

其中，所述半桥驱动芯片的电流检测管脚通过所述第四电容接地，并还通过所述第二电阻与所述第二三极管的源极连接，所述第二三极管的漏极还与所述第一三极管的源极连接；

所述半桥驱动芯片的振荡频率设定管脚通过第一电阻与电源输入端连接，并还通过所述第一电容接地；

所述半桥驱动芯片的接地管脚接地；

所述半桥驱动芯片的电源输入管脚与电源输入端连接，并还通过所述第三电容接地；

所述半桥驱动芯片的下桥驱动信号管脚通过所述第三电阻与所述第二三极管的栅极连接；

所述半桥驱动芯片的上桥驱动电压参考点管脚与所述变压器的原边绕组的同名端连接，并还通过所述第二电容与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与电源输入端连接；

所述半桥驱动芯片的上桥驱动输出管脚通过所述第四电阻与所述第一三极管的栅极连接；

所述半桥驱动芯片的上桥驱动电压管脚与所述第一二极管的阴极连接；

所述第一三极管的漏极与电源输入端连接，并还通过所述第六电容与所述变压器的原边绕组的异名端连接，所述变压器的原边绕组的异名端还通过第五电容接地；

所述第二三极管的栅极还通过所述第五电阻接地，所述第二三极管的源极还通过所述第六电阻接地。

可选的，所述电压检测电路包括：第四稳压管、第十五电容、第十一二极管、第八三极管、第九三极管、第二比较器、第三比较器、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻；

其中，所述第八三极管的发射极通过所述第二十三电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第三输出端连接，所述第八三极管的基极通过第二十电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述第八三极管的基极还与所述第四稳压管的正极连接，所述第四稳压管的负极还与所述直流到直流隔离驱动电源的第三输出端连接，所述第八三极管的集电极通过所述第二十一电阻与所述第二比较器的正输入端连接，所述第八三极管的集电极通过所述第二十四电阻与所述第十一二极管的阳极连接，所述第十一二极管的阴极与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接；

所述第二比较器的负输入端的电压为第一参考电压，所述第二比较器的正输入端还通过所述第二十五电阻与所述第二比较器的输出端连接，所述第二比较器的输出端还通过所述第二十六电阻与所述第九三极管的集电极连接，所述第九三极管的基极通过所述第二十七电阻与所述信号传输电路的输出端连接，所述第九三极管的发射极与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述第九三极管的集电极还通过所述第十五电容与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述第九三极管的集电极还通过所述第二十八电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第九三极管的集电极还与所述第三比较器的负输入端连接，所述第三比较器的正输入端的电压为第二参考电压，所述第三比较器的输出端通过所述第二十九电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第三比较器的输出端还与所述阻断时间设定电路的故障信号输入端连接。

可选的，所述信号传输电路包括：第八电阻、第十三电容、第一与非门和第二与非门；

其中，所述第一与非门的第一输入端和第二输入端连接，所述第一与非门的第一输入端作为所述信号传输电路的输入端，驱动信号从所述信号传输电路的输入端输入所述信号传输电路；

所述第一与非门的输出端通过所述第八电阻与所述第二与非门的第一输入端连接，并还通过所述第八电阻和所述第十三电容的一端连接，所述第十三电容的另一端与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述第二与非门的第二输入端与所述阻断时间设定电路的封锁信号输出端连接，其中，所述第二与非门的输出端作为所述信号传输电路的输出端。

可选的，所述第一与非门和/或所述第二与非门为施密特与非门。

可选的，所述门极驱动电路可包括：推挽放大电路和门极保护电路；

其中，所述推挽放大电路用于放大所述信号传输电路传输来的驱动信号；

所述门极保护电路用于利用所述推挽放大电路放大的驱动信号驱动所述绝缘栅双极型晶体管工作。

可选的，所述推挽放大电路可包括：第一稳压管、第一比较器、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻；

其中，所述第一稳压管的负极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第一稳压管的正极与所述第一比较器的负输入端连接；

所述第一比较器的正输入端与所述第二与非门的输出端连接，所述第一比较器的正输入端还通过所述第十电阻与所述第一比较器的输出端连接，所述第一比较器的负输入端还通过所述第九电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端连接，所述第一比较器的输出端还通过所述第十二电阻与所述第三三极管的基极连接；

所述第三三极管的基极还通过所述第十一电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第三三极管的发射极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第三三极管的集电极通过第十四电阻与第四三极管及第五三极管的基极连接，所述第三三极管的集电极还通过第十三电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端连接；

所述第四三极管的集电极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第四三极管的发射极与所述第五三极管的发射极连接，所述第四三极管的发射极还通过所述第十五电阻与所述第六三极管及所述第七三极管的基极连接；

所述第五三极管的集电极与所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端连接；

所述第六三极管的集电极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接；

所述第七三极管的集电极与所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端连接。

可选的，所述门极保护电路包括：第十四电容、第二稳压管、第三稳压管；第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻和第十九电阻；

其中，所述第八二极管的阴极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第八二极管的阳极通过所述第十六电阻与所述第六三极管的发射极连接，所述第八二极管的阳极还通过所述第十七电阻与所述第七三极管的发射极连接，所述第八二极管的阳极还与所述绝缘栅双极型晶体管的基极连接；

所述第九二极管的阳极与所述第十二极管的阳极连接，所述第九二极管的阳极通过所述第十八电阻与所述绝缘栅双极型晶体管的基极连接；

所述第十二极管的阴极与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述绝缘栅双极型晶体管的基极还通过所述第十四电容与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的基极还通过所述第十九电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的基极还与所述第二稳压管的负极连接，所述第二稳压管的正极与所述第三稳压管的正极连接，所述第三稳压管的负极与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接。

由上可见，本实施例中IGBT驱动保护电路包括：信号传输电路、门极驱动电路、IGBT、电压检测电路、阻断时间设定电路及直流到直流隔离驱动电源，其中，电压检测电路当检测到IGBT的集电极和发射极之间的电压超过设定电压阈值时，向阻断时间设定电路传递故障指示信号，其中，该电压阈值大于IGBT的驱动电压。如此有利于保证在IGBT开通过程中不误报短路故障；且进行短路保护后，阻断时间设定电路能在一定时间内封锁信号传输电路输出驱动信号，可有效保护IGBT。

进一步的，IGBT驱动保护电路中DC-DC隔离电源采用半桥拓扑，提高了磁性的利用率，减小了驱动板的体积。该IGBT驱动保护电路既能保证在IGBT开通过程中不误报短路故障，又有利于保证在IGBT短路（不管是开通或稳态时短路）时能在10us内进行保护，克服了高压大功率IGBT开通过程中Vce电压拖尾问题，能有效的保护IGBT，降低IGBT在使用过程中的失效率，同时驱动电路具有抗干扰能力，抗电磁干扰（EMI，Electro-Magnetic Interference）特性良好，使电路更稳定可靠。该IGBT驱动保护电路采用分离元件设计，能降低了产品的成本，使产品在市场中更具用竞争力。

本发明实施例提供的IGBT驱动保护电路能有效的驱动3300V的IGBT工作，并具有较好的Vce保护功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路的示意图；

图2是本发明第二实施例提供的另一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路的示意图；

图3是本发明第三实施例提供的另一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种直流到直流隔离驱动电源的示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种直流到直流隔离驱动电源的示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种直流到直流隔离驱动电源的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种半桥驱动芯片的管脚分布示意图；

图8是本发明实施例提供的还一种直流到直流隔离驱动电源的示意图；

图9是本发明实施例提供的一种信号传输电路和阻断时间设定电路的示意图；

图10是本发明实施例提供的一种门极驱动电路的示意图；

图11是本发明实施例提供的一种推挽放大电路的示意图；

图12是本发明实施例提供的一种门极保护电路的示意图；

图13是本发明实施例提供的一种电压检测电路的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，以避免误报短路故障。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下通过实施例分别进行详细说明。

首先请参见图1，图1为本发明第一实施例提供的一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路的示意图。如图1所示，该绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路包括：直流到直流（DC-DC，Direct Current-Direct Current）隔离驱动电源60、信号传输电路10、门极驱动电路20、绝缘栅双极型晶体管30、电压检测电路40和阻断时间设定电路50。DC-DC隔离驱动电源60可为信号传输电路10、门极驱动电路20、绝缘栅双极型晶体管30、电压检测电路40和阻断时间设定电路50供电。

信号传输电路10，用于向门极驱动电路20传输驱动信号，其中，该驱动信号可为脉冲宽度调制（PWM，Pulse Width Modulation）驱动信号或其它类型的驱动信号。

门极驱动电路20，用于放大信号传输电路10传输来的驱动信号，并利用放大的驱动信号驱动绝缘栅双极型晶体管30工作。

电压检测电路40，用于检测到绝缘栅双极型晶体管30的集电极和发射极之间的电压超过设定电压阈值时，向阻断时间设定电路50传递故障指示信号，其中，该设定电压阈值大于绝缘栅双极型晶体管30的驱动电压。

阻断时间设定电路50，用于在接收到电压检测电路40传递的故障指示信号之后，向信号传输电路10传递封锁信号。

信号传输电路10，还用于在接收到阻断时间设定电路50传递的封锁信号之之后，封锁向门极驱动电路20输出驱动信号。

请参见图2，图2为本发明第二实施例提供的另一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路的示意图。如图2所示，该另一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路在图1的基础上还可包括：

驱动信号输出控制电路70，用于向信号传输电路10输出驱动信号。

进一步的，阻断时间设定电路50，还可用于在接收到电压检测电路40传递的故障指示信号之后，向驱动信号输出控制电路70传递故障指示信号，而驱动信号输出控制电路70，还可用于在检测到阻断时间设定电路50输出故障指示信号时，封锁驱动信号的输出。

在本实施例中，驱动信号输出控制电路70可以由DC-DC隔离驱动电源60进行供电，也可以由其他独立电源进行供电，在此就不作限定。

请参见图3，图3为本发明第三实施例提供的另一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路的示意图。如图3所示，该另一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路包括：信号传输电路10、门极驱动电路20、绝缘栅双极型晶体管30、电压检测电路40和阻断时间设定电路50、直流到直流隔离驱动电源60以及驱动信号输出控制电路70，其中，驱动信号输出控制电路70进一步包括：控制板71、驱动信号输出电路72和故障信号反馈电路73。

在本实施例中，控制板71，用于向驱动信号输出电路72输出光驱动信号或电驱动信号，图中以输出光驱动信号为例进行说明。

进一步的，阻断时间设定电路50，还可用于在接收到电压检测电路40传递的故障指示信号之后，向驱动信号输出控制电路70传递故障指示信号。故障信号反馈电路73，用于接收到来自阻断时间设定电路50的故障指示信号后，向控制板71发送与接收到的故障指示信号相对应的光故障指示信号。控制板71，还可用于在检测到阻断故障信号反馈电路73反馈的光故障指示信号时，封锁其光驱动信号或电驱动信号的输出。其中，控制板71例如可以包括一个数字信号处理芯片。

驱动信号输出电路72，用于在感应到控制板71输出光驱动信号或电驱动信号时输出驱动信号，如PWM驱动信号或其它类型的驱动信号。其中，若感应到控制板71封锁了其光驱动信号或电驱动信号的输出时，也就相应封锁了驱动信号输出电路72驱动信号的输出。

在本实施例中，若控制板71与驱动信号输出电路72及故障信号反馈电路73之间通过光隔离，则驱动信号输出电路72及故障信号反馈电路73可以由DC-DC隔离驱动电源60进行供电，也可以由其他独立电源进行供电，而控制板71可由与之不同的独立电源供电。

可以理解，若绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路基于光纤隔离设计，则可隔离强电和弱电以提高抗干扰能力。

请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种直流到直流隔离驱动电源60的示意图。如图4所示，直流到直流隔离驱动电源60可包括原边电路61、副边电路62和变压器TR1。

其中，副边电路62提供第一输出端VCC_TOP、接地端E_TOP、第二输出端VEE_TOP和第三输出端VH_TOP；

其中，第一输出端VCC_TOP的电压高于接地端E_TOP电压；接地端E_TOP电压高于第二输出端VEE_TOP的电压；第三输出端VH_TOP的电压高于第一输出端VCC_TOP的电压。例如，第三输出端VH_TOP的电压比第一输出端VCC_TOP的电压高30V~70V。第一输出端VCC_TOP的电压高于接地端E_TOP电压10V~20V（如16V），接地端E_TOP电压高于第二输出端VEE TOP的电压10V~20V（如10V）。在实际应用中还可根据需要调整各个端口的输出电压。

请参见图5，图5为本发明实施例提供的另一种直流到直流隔离驱动电源的示意图。如图5所示，该直流到直流隔离驱动电源60在图4的基础上，副边电路62可进一步包括：

第七电阻R7、

稳压芯片U2、

第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电解电容C11和第十二电解电容C12、

第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7。

其中，第三二极管D3的阳极通过第七电容C7与变压器TR1的第二副边绕组N2的同名端连接，第三二极管D3的阴极与稳压芯片U2的输入端连接。第四二极管D4的阳极与第二副边绕组N2的异名端连接，第四二极管D4的阳极与稳压芯片U2的接地端连接。稳压芯片U2的输入端和接地端还通过第八电容C8连接；第十一电解电容C11的正极与稳压芯片U2输出端连接，第十一电解电容C11的负极与稳压芯片U2的接地端连接。

第十二电解电容C12的正极与第十一电解电容C11的负极连接，第十二电解电容C12的负极与第五二极管D5的正极连接，第五二极管D5的负极还与变压器TR1的第二副边绕组N2的同名端连接。

第六二极管D6的阳极与变压器TR1的第三副边绕组N3的异名端连接；第六二极管D6的阴极与第七二极管D7的阳极连接；变压器TR1的第三副边绕组N3的同名端还通过第九电容C9与第七二极管D7的阳极连接；第六二极管D6的阳极还通过第七电阻R7与第七二极管D7的阴极连接，第七电阻R7还与第十电容C10并联。

其中，第十一电解电容C11的正极作为DC-DC隔离驱动电源60的第一输出端VCC_TOP；第十一电解电容C11的负极作为DC-DC隔离驱动电源60的接地端E_TOP；第十二电解电容C12的负极作为DC-DC隔离驱动电源60的第二输出端VEE_TOP；第七二极管D7的阴极作为DC-DC隔离驱动电源60的第三输出端VH_TOP。可以理解，第一输出端VCC_TOP的电压（例如可为16V）高于接地端E_TOP的电压（例如可为0V）；接地端E_TOP的电压高于第二输出端VEE_TOP的电压（例如可为-10V）；第三输出端VH_TOP的电压（例如可为50V~80V）高于第一输出端VCC_TOP的电压。

请参见图6，图6为本发明实施例提供的又一种直流到直流隔离驱动电源的示意图。如图6所示，直流到直流隔离驱动电源60在图5的基础上，原边电路61可进一步包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、半桥驱动芯片U1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6。

请参见图7，图7为本发明实施例提供的一种半桥驱动芯片U1的管脚分布示意图。如图7所示，该半桥驱动芯片U1包括8个管脚，分别为：电流检测管脚CS、振荡频率设定管脚OSC、接地管脚GND、下桥驱动信号管脚LO、电源输入管脚VCC、上桥驱动电压参考点管脚VS、上桥驱动输出管脚HO和上桥驱动电压管脚Vb。若选用其它型号的半桥驱动芯片，则原边电路结构亦可随之相应变换。

结合图6与图7，在本实施例中，半桥驱动芯片U1的电流检测管脚CS通过第四电容C4接地；该电流检测管脚CS还通过第二电阻R2与第二三极管Q2的源极连接。第二三极管Q2的漏极还与第一三极管Q1的源极连接。

半桥驱动芯片U1的振荡频率设定管脚OSC通过第一电阻R1与电源输入端Vin连接，电源输入端Vin的电压例如可为15V，半桥驱动芯片U1的振荡频率设定管脚OSC还通过第一电容C1接地。

半桥驱动芯片U1的接地管脚GND接地。

半桥驱动芯片U1的电源输入管脚VCC与电源输入端Vin连接，半桥驱动芯片U1的电源输入管脚VCC还通过第三电容C3接地。

半桥驱动芯片U1的下桥驱动信号管脚LO通过第三电阻R3与第二三极管Q2的栅极连接。

半桥驱动芯片U1的上桥驱动电压参考点管脚VS与变压器TR1的原边绕组N1的同名端连接；半桥驱动芯片U1的上桥驱动电压参考点管脚VS还通过第二电容C2与第一二极管D1的阴极连接，第一二极管D1的阳极与电源输入端Vin连接。

半桥驱动芯片U1的上桥驱动输出管脚HO通过第四电阻R4与第一三极管Q1的栅极连接。

半桥驱动芯片U1的上桥驱动电压管脚Vb与第一二极管D1的阴极连接。

第二二极管D2的阳极与第一二极管D1的阳极连接；第二二极管D2的阴极与第一二极管D1的阴极连接。

第一三极管Q1的漏极与电源输入端Vin连接；第一三极管Q1的漏极还通过第六电容C6与变压器TR1的原边绕组N1的异名端连接；变压器TR1的原边绕组N1的异名端还通过第五电容C5接地。

第二三极管Q2的栅极还通过第五电阻R5接地；第二三极管Q2的源极还通过第六电阻R6接地。

可以理解的是，图6所示的DC-DC隔离驱动电源60的原边电路61的电路结构仅为举例，其中的部分元器件是可替换或省略的。例如请参见图8，图8在图6的基础上省略的第二二极管D2。又例如，还可将第一三极管Q1和/或第二三极管Q2替换为晶体三极管，替换后的原边电路结构此处不再赘述。又例如还可将半桥驱动芯片U1替换为等效功能的其它芯片或电路，替换半桥驱动芯片U1的原边电路结构此处亦不再赘述，其它变换方式类似。

可以看出，图6或图8所示DC-DC隔离电源采用半桥开关电源拓扑，通过第六电阻R6检测输入电流，起软启动和短路保护功能，能有效减少上电瞬间或驱动电路短路时器件的电流应力，输出采用倍压整流及多股线圈叠加形式，有利于减小线圈匝数，既能产生高电压给电压检测电路40供电，又避免了多次倍压带载能力不够问题。其中，变压器TR2为隔离变压器，其线圈外采用加强绝缘处理，保证弱电与强电的隔离。隔离变压器TR2有两个副边绕组，其中绕组N2经过整流后输出电压VEE_TOP，另外经过第七电容C7，第三二极管D3、第四二极管D4，第八电容C8倍压整流，再通过线性稳压芯片U2输出稳定的电压VCC_TOP。绕组N3经过倍压整流后与VCC_TOP电压叠加，产生高压VH_TOP给电压检测电路40供电。

请参见图9，图9为本发明实施例提供的一种信号传输电路10和阻断时间设定电路50的示意图。如图9所示，信号传输电路10可包括：

第八电阻R8、

第十三电容C13、

第一与非门U3和第二与非门U4。

其中，第一与非门U3的第一输入端和第二输入端连接，第一与非门U3的第一输入端作为信号传输电路10的输入端GATE_TOP，驱动信号从信号传输电路10的输入端GATE_TOP输入信号传输电路10。

第一与非门U3的输出端通过第八电阻R8与第二与非门U4的第一输入端连接；第一与非门U3的输出端还通过第八电阻R8和第十三电容C13的一端连接，第十三电容C13的另一端与DC-DC隔离驱动电源60的接地端E_TOP连接。第二与非门U4的第二输入端与阻断时间设定电路50的封锁信号输出端CTR_TOP连接。

其中，第一与非门U3和/或第二与非门U4，可选用施密特与非门或其它类型的与非门。

可以看出，信号传输电路10若采用施密特与非门设计，则有利于提高PWM信号抗干扰能力，且在短路保护时可有效的封锁PWM信号，过了阻断时间后PWM信号才正常传输。

请参见图10，图10为本发明实施例提供的一种门极驱动电路20的示意图。如图10所示，门极驱动电路20可包括：

推挽放大电路21和门极保护电路22。

其中，推挽放大电路21可用于放大信号传输电路10传输来的驱动信号；

门极保护电路22可用于利用推挽放大电路21放大的驱动信号驱动绝缘栅双极型晶体管30工作。

请参见图11，为本发明实施例提供的一种推挽放大电路21的示意图。如图11所示，推挽放大电路21可包括：

第一稳压管Z1、

第一比较器U5、

第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、

第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15。

其中，第一稳压管Z1的负极与DC-DC隔离驱动电源60的第一输出端VCC_TOP连接；第一稳压管Z1的正极与第一比较器U5的负输入端连接。第一比较器U5的正输入端与第二与非门U4的输出端GATE2_TOP连接，第一比较器U5的正输入端还通过第十电阻R10与第一比较器U5的输出端连接；第一比较器U5的负输入端还通过第九电阻R9与DC-DC隔离驱动电源60的第二输出端VEE_TOP连接；第一比较器U5的输出端还通过第十二电阻R12与第三三极管Q3的基极连接。第三三极管Q3的基极还通过第十一电阻R11与DC-DC隔离驱动电源60的第一输出端VCC_TOP连接；第三三极管Q3的发射极与DC-DC隔离驱动电源60的第一输出端VCC_TOP连接；第三三极管Q3的集电极通过第十四电阻R14与第四三极管Q4及第五三极管Q5的基极连接，第三三极管Q3的集电极还通过第十三电阻R13与DC-DC隔离驱动电源60的第二输出端VEE_TOP连接。第四三极管Q4的集电极与DC-DC隔离驱动电源60的第一输出端VCC_TOP连接；第四三极管Q4的发射极与第五三极管Q5的发射极连接，第四三极管Q4的发射极还通过第十五电阻R15，与第六三极管Q6及第七三极管Q7的基极连接。第五三极管Q5的集电极与DC-DC隔离驱动电源60的第二输出端VEE_TOP连接。第六三极管Q6的集电极与DC-DC隔离驱动电源60的第一输出端VCC_TOP连接。第七三极管Q7的集电极与DC-DC隔离驱动电源60的第二输出端VEE_TOP连接。

其中，第六三极管Q6的发射极作为推挽放大电路21的第一输出端G_ON_TOP；第七三极管Q7的发射极作为推挽放大电路21的第二输出端G_OFF_TOP。

可以理解的是，图11所示的推挽放大电路21的电路结构仅为举例，其中的部分元器件是可替换或省略的。例如可将第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6和/或第七三极管Q7替换为场效应三极管，替换后的推挽放大电路21结构此处不再具体赘述。当然，亦将推挽放大电路21替换为现有的其它推挽放大电路。

可以看出，推挽放大电路21前级采用比较器，第一稳压管Z1与第九电阻R9产生比较电压，若比较器比较电压为电源电压中点，则可使PWM驱动信号上升沿与下降沿趋近相等，而后级采用PNP三极管放大后再经过两级推挽放大后连接至门极保护电路22。此外，第十三电阻R13作为下拉电阻有利于保证在无PWM驱动信号输入时驱动输出为负电压，进而排除不确定状态，使IGBT处于关断状态，有利于提高抗干扰性能。

请参见图12，为本发明实施例提供的一种门极保护电路22的示意图。如图12所示，门极保护电路22可包括：

第十四电容C14、

第二稳压管Z2、第三稳压管Z3、

第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、

第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18和第十九电阻R19。

其中，结合图11与图12，第八二极管D8的阴极与DC-DC隔离驱动电源60的第一输出端VCC_TOP连接；第八二极管D8的阳极通过第十六电阻R16与第六三极管Q6的发射极G_ON_TOP连接；第八二极管D8的阳极还通过第十七电阻R17与第七三极管Q7的发射极G_OFF_TOP连接；第八二极管D8的阳极还与IGBT 30的基极b连接。第九二极管D9的阳极与第十二极管D10的阳极连接，第九二极管D9的阴极通过第十八电阻R18与IGBT 30的基极b连接；第十二极管D10的阴极与IGBT 30的集电极c连接；IGBT 30的基极b还通过第十四电容C14与DC-DC隔离驱动电源60的接地端E_TOP连接；IGBT 30的基极b还通过第十九电阻R19与DC-DC隔离驱动电源60的接地端E_TOP连接；IGBT 30的发射极e与DC-DC隔离驱动电源60的接地端E_TOP连接；IGBT 30的基极b还与第二稳压管Z2的负极连接；第二稳压管Z2的正极与第三稳压管Z3的正极连接；第三稳压管Z3的负极与DC-DC隔离驱动电源60的接地端E_TOP连接。

由上可见，门极保护电路22包含驱动电压嵌位、有源嵌位、门极吸收电容和门极瞬态抑制（Transient Voltage Suppressor，TVS）二极管等保护电路，能更有效的保护IGBT 30。

请参见图13，为本发明实施例提供的一种电压检测电路40的示意图。如图13所示，电压检测电路40可包括：

第十五电容C15、

第四稳压管Z4、

第十一二极管D11、

第八三极管Q8、第九三极管Q9、

第二比较器U6、第三比较器U7、

第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29。

其中，第八三极管Q8的发射极通过第二十三电阻R23与DC-DC隔离驱动电源60的第三输出端VH_TOP连接；第八三极管Q8的基极通过第二十电阻R20与DC-DC隔离驱动电源60的接地端E_TOP连接；第八三极管Q8的基极还与第四稳压管Z4的阴极连接，第四稳压管Z4的阳极还与DC-DC隔离驱动电源60的第三输出端VH_TOP连接；第八三极管Q8的集电极通过第二十一电阻R21与第二比较器U6的正输入端连接；第八三极管Q8的集电极通过第二十四电阻R24与第十一二极管D11的阳极连接；第十一二极管D11的阴极与IGBT 30的集电极c连接。第二比较器U6的负输入端的电压为第一参考电压Vref1；第二比较器U6的正输入端还通过第二十五电阻R25与第二比较器U6的输出端连接；第二比较器U6的输出端还通过第二十六电阻R26与第九三极管Q9的集电极连接；第九三极管Q9的基极通过第二十七电阻R27与第二与非门U4（图9所示）的输出端GATE2_TOP连接；第九三极管Q9的发射极与DC-DC隔离驱动电源60的接地端E_TOP连接；第九三极管Q9的集电极还通过第十五电容C15与DC-DC隔离驱动电源60的接地端E_TOP连接；第九三极管Q9的集电极还通过第二十八电阻R28与DC-DC隔离驱动电源60的第一输出端VCC_TOP连接；第九三极管Q9的集电极还与第三比较器U7的负输入端连接；第三比较器U7的正输入端的电压为第二参考电压Vref2；第三比较器U7的输出端通过第二十九电阻R29与DC-DC隔离驱动电源60的第一输出端VCC_TOP连接；第三比较器U7的输出端还与阻断时间设定电路50的故障信号输入端FLT1_TOP连接。

可以理解的是，图13所示的电压检测电路40的电路结构仅为举例，其中的部分元器件是可替换或省略的。例如，可将第八三极管Q8和/或第九三极管Q9为场效应三极管，替换后的电压检测电路40结构此处不再具体赘述。当然亦可根据需要调整电压检测电路40。

结合图12，下面简单介绍一下图13所示电压检测电路40的工作方式：

其中，VH_TOP为高电压供电端，稳压管Z4，第八三极管Q8，第二十三电阻R23，第二十电阻R20，第二十一电阻R21和第二十二电阻R22形成恒流源电路，C_TOP连至IGBT 30的集电极c，当IGBT 30导通时，C_TOP点的电压经过第二十一电阻R21和第二十二电阻R22分压后送至第二比较器U6，与第一参考电压Vref1进行比较，当高于第一参考电压Vref1时，第二比较器U6输出为高阻态；当低于第一参考电压Vref1时输出为低电平。GATE2_TOP连至信号传输电路10的末级，当IGBT 30开通时GATE2_TOP的电位为低电平，当IGBT 30关断时GATE2_TOP的电位为高电平，使第十五电容C15电容上电压拉低，短路检测不起作用。当第十五电容C15电容电压超过第二参考电压Vref2时，第三比较器U7输出低电平，当第十五电容C15电压低于第二参考电压Vref2时，第三比较器U7输出高组态。第二十九电阻R29为上拉电阻，使输出状态明确。由于采用VH_TOP高电压电源及电阻分压，故可以使IGBT的Vce检测电压阈值提高，克服了耐压等级（如3300V）的IGBT开通过程中由于电压拖尾现象造成的误报短路故障问题，有利于使短路保护响应时间控制在10us以内。当GATE2_TOP变为低电平时IGBT 30开通，IGBT的Vce电压从母线电压开始下降，同时电源通过第二十八电阻R28对第十五电容C15充电，第十五电容C15电压开始上升，正常情况下，10us内Vce电压能降到电压阈值以下，故第三比较器U7输出翻转输出为低电平，此时第二十八电阻R28和第二十六电阻R26分压，使第十五电容C15上电压小于第三比较器U7正输入端的电压（即第二参考电压Vref2），故不报故障。若开通过程中短路，则IGBT的Vce电压不会在10us内降到到电压阈值，电源通过第二十八电阻R28持续对第十五电容C15充电，使第十五电容C15上电压超过第二参考电压Vref2，输出短路故障。当IGBT 30开通后，IGBT 30的Vce电压降到饱和管压降，当发生短路后，IGBT 30的Vce电压迅速上升，超过电压阈值后第三比较器U7输出翻转变为高组态，电源通过第二十八电阻R28给第十五电容C15充电，由于第二十八电阻R28和第二十六电阻R26分压，此时，第十五电容C15上已有电压，故此时第十五电容C15上很快上升到第二参考电压Vref2，能够迅速的输出短路故障，进而封锁PWM脉冲，直到阻断时间结束。

其中，电压检测电路40采用较高的门槛电压，有利于使IGBT开通时不会误报故障，另外，开通后通过电路转换使短路保护时间缩短，有利于保证在IGBT开通过程中不误报短路故障，又有利于保证IGBT在开通过程中短路或稳态时短路都能在短时间（如10us）内进行保护。

由上可见，本实施例中IGBT驱动保护电路包括：信号传输电路、门极驱动电路、IGBT、电压检测电路、阻断时间设定电路及直流到直流隔离驱动电源，其中，电压检测电路当检测到IGBT的集电极和发射极之间的电压超过设定电压阈值时，向阻断时间设定电路传递故障指示信号，其中，该电压阈值大于IGBT的驱动电压。如此有利于保证在IGBT开通过程中不误报短路故障；且进行短路保护后，阻断时间设定电路能在一定时间内封锁信号传输电路输出驱动信号，可有效保护IGBT。

进一步的，IGBT驱动保护电路中DC-DC隔离电源采用半桥拓扑，提高了磁性的利用率，减小了驱动板的体积。该IGBT驱动保护电路既能保证在IGBT开通过程中不误报短路故障，又有利于保证在IGBT短路（不管是开通或稳态时短路）时能在10us内进行保护，克服了高压大功率IGBT开通过程中Vce电压拖尾问题，能有效的保护IGBT，降低IGBT在使用过程中的失效率，同时驱动电路具有抗干扰能力，抗EMI特性良好，使电路更稳定可靠。该IGBT驱动保护电路采用分离元件设计，能降低了产品的成本，使产品在市场中更具用竞争力。

本发明实施例提供的IGBT驱动保护电路能有效的驱动3300V的IGBT工作，并具有较好的Vce保护功能。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，在本申请所提供的几个实施例中所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可能采用软件功能单元的形式实现。所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

以上对本发明实施例所提供的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，包括：

信号传输电路、门极驱动电路、绝缘栅双极型晶体管、电压检测电路、阻断时间设定电路、以及用于供电的直流到直流隔离驱动电源；

其中，所述信号传输电路，用于向所述门极驱动电路传输驱动信号；

所述门极驱动电路，用于放大所述信号传输电路传输来的驱动信号，并利用放大的驱动信号驱动所述绝缘栅双极型晶体管工作；

所述电压检测电路，用于当检测到所述绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极之间的电压超过设定电压阈值时，向所述阻断时间设定电路传递故障指示信号，所述电压阈值大于所述绝缘栅双极型晶体管的驱动电压；

所述阻断时间设定电路，用于在接收到所述电压检测电路传递的故障指示信号后，向所述信号传输电路传递封锁信号；

所述信号传输电路，还用于在接收到所述阻断时间设定电路传递的封锁信号之后，封锁向所述门极驱动电路输出驱动信号。

2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，

所述直流到直流隔离驱动电源包括：

原边电路、副边电路和变压器；

其中，所述副边电路提供第一输出端、接地端、第二输出端和第三输出端，所述第一输出端的电压高于所述接地端电压；所述接地端电压高于所述第二输出端的电压；所述第三输出端的电压高于所述第一输出端的电压。

3.根据权利要求2所述的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，

所述副边电路可包括：第七电阻、稳压芯片、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电解电容和第十二电解电容、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管和第七二极管，

其中，所述第三二极管的阳极通过所述第七电容与所述变压器的第二副边绕组的同名端连接，所述第三二极管的阴极与所述稳压芯片的输入端连接；

所述第四二极管的阳极与所述变压器的第二副边绕组的异名端连接，所述第四二极管的阳极与所述稳压芯片的接地端连接，所述稳压芯片的输入端和接地端还通过所述第八电容连接，所述第十一电解电容的正极与所述稳压芯片输出端连接，所述第十一电解电容的负极与所述稳压芯片的接地端连接；

所述第十二电解电容的正极与所述第十一电解电容的负极连接，所述第十二电解电容的负极与所述第五二极管的正极连接，所述第五二极管的负极还与所述变压器的第二副边绕组的同名端连接；

所述第六二极管的阳极与所述变压器的第三副边绕组的异名端连接，所述第六二极管的阴极与所述第七二极管的阳极连接，所述变压器的第三副边绕组的同名端还通过所述第九电容与所述第七二极管的阳极连接，所述第六二极管的阳极还通过所述第七电阻与所述第七二极管的阴极连接，所述第七电阻还与所述第十电容并联；

其中，所述第十一电解电容的正极作为所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端，所述第十一电解电容的负极作为所述直流到直流隔离驱动电源的接地端，所述第十二电解电容的负极作为所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端，所述第七二极管的阴极作为所述直流到直流隔离驱动电源的第三输出端。

4.根据权利要求2或3所述的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，所述原边电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、半桥驱动芯片、第一二极管、第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第六电容，

其中，所述半桥驱动芯片的电流检测管脚通过所述第四电容接地，并还通过所述第二电阻与所述第二三极管的源极连接，所述第二三极管的漏极还与所述第一三极管的源极连接；

所述半桥驱动芯片的振荡频率设定管脚通过第一电阻与电源输入端连接，并还通过所述第一电容接地；

所述半桥驱动芯片的接地管脚接地；

所述半桥驱动芯片的电源输入管脚与电源输入端连接，并还通过所述第三电容接地；

所述半桥驱动芯片的下桥驱动信号管脚通过所述第三电阻与所述第二三极管的栅极连接；

所述半桥驱动芯片的上桥驱动电压参考点管脚与所述变压器的原边绕组的同名端连接，并还通过所述第二电容与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与电源输入端连接；

所述半桥驱动芯片的上桥驱动输出管脚通过所述第四电阻与所述第一三极管的栅极连接；

所述半桥驱动芯片的上桥驱动电压管脚与所述第一二极管的阴极连接；

所述第一三极管的漏极与电源输入端连接，并还通过所述第六电容与所述变压器的原边绕组的异名端连接，所述变压器的原边绕组的异名端还通过第五电容接地；

所述第二三极管的栅极还通过所述第五电阻接地，所述第二三极管的源极还通过所述第六电阻接地。

5.根据权利要求2或3所述的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，所述电压检测电路包括：第四稳压管、第十五电容、第十一二极管、第八三极管、第九三极管、第二比较器、第三比较器、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻；

其中，所述第八三极管的发射极通过所述第二十三电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第三输出端连接，所述第八三极管的基极通过第二十电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述第八三极管的基极还与所述第四稳压管的正极连接，所述第四稳压管的负极还与所述直流到直流隔离驱动电源的第三输出端连接，所述第八三极管的集电极通过所述第二十一电阻与所述第二比较器的正输入端连接，所述第八三极管的集电极通过所述第二十四电阻与所述第十一二极管的阳极连接，所述第十一二极管的阴极与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接；

所述第二比较器的负输入端的电压为第一参考电压，所述第二比较器的正输入端还通过所述第二十五电阻与所述第二比较器的输出端连接，所述第二比较器的输出端还通过所述第二十六电阻与所述第九三极管的集电极连接，所述第九三极管的基极通过所述第二十七电阻与所述信号传输电路的输出端连接，所述第九三极管的发射极与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述第九三极管的集电极还通过所述第十五电容与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述第九三极管的集电极还通过所述第二十八电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第九三极管的集电极还与所述第三比较器的负输入端连接，所述第三比较器的正输入端的电压为第二参考电压，所述第三比较器的输出端通过所述第二十九电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第三比较器的输出端还与所述阻断时间设定电路的故障信号输入端连接。

6.根据权利要2至3任一项所述的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，所述信号传输电路包括：第八电阻、第十三电容、第一与非门和第二与非门；

其中，所述第一与非门的第一输入端和第二输入端连接，所述第一与非门的第一输入端作为所述信号传输电路的输入端，驱动信号从所述信号传输电路的输入端输入所述信号传输电路；

所述第一与非门的输出端通过所述第八电阻与所述第二与非门的第一输入端连接，并还通过所述第八电阻和所述第十三电容的一端连接，所述第十三电容的另一端与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述第二与非门的第二输入端与所述阻断时间设定电路的封锁信号输出端连接，其中，所述第二与非门的输出端作为所述信号传输电路的输出端。

7.根据权利要6所述的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，

所述第一与非门和/或所述第二与非门为施密特与非门。

8.根据权利要6所述的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，

所述门极驱动电路可包括：推挽放大电路和门极保护电路；

其中，所述推挽放大电路用于放大所述信号传输电路传输来的驱动信号；

所述门极保护电路用于利用所述推挽放大电路放大的驱动信号驱动所述绝缘栅双极型晶体管工作。

9.根据权利要8所述的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，

所述推挽放大电路可包括：第一稳压管、第一比较器、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻；

其中，所述第一稳压管的负极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第一稳压管的正极与所述第一比较器的负输入端连接；

所述第一比较器的正输入端与所述第二与非门的输出端连接，所述第一比较器的正输入端还通过所述第十电阻与所述第一比较器的输出端连接，所述第一比较器的负输入端还通过所述第九电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端连接，所述第一比较器的输出端还通过所述第十二电阻与所述第三三极管的基极连接；

所述第三三极管的基极还通过所述第十一电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第三三极管的发射极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第三三极管的集电极通过第十四电阻与第四三极管及第五三极管的基极连接，所述第三三极管的集电极还通过第十三电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端连接；

所述第四三极管的集电极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第四三极管的发射极与所述第五三极管的发射极连接，所述第四三极管的发射极还通过所述第十五电阻与所述第六三极管及所述第七三极管的基极连接；

所述第五三极管的集电极与所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端连接；

所述第六三极管的集电极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接；

所述第七三极管的集电极与所述直流到直流隔离驱动电源的第二输出端连接。

10.根据权利要9所述的绝缘栅双极型晶体管驱动保护电路，其特征在于，

所述门极保护电路包括：第十四电容、第二稳压管、第三稳压管；第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻和第十九电阻；

其中，所述第八二极管的阴极与所述直流到直流隔离驱动电源的第一输出端连接，所述第八二极管的阳极通过所述第十六电阻与所述第六三极管的发射极连接，所述第八二极管的阳极还通过所述第十七电阻与所述第七三极管的发射极连接，所述第八二极管的阳极还与所述绝缘栅双极型晶体管的基极连接；

所述第九二极管的阳极与所述第十二极管的阳极连接，所述第九二极管的阳极通过所述第十八电阻与所述绝缘栅双极型晶体管的基极连接；

所述第十二极管的阴极与所述绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，所述绝缘栅双极型晶体管的基极还通过所述第十四电容与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的基极还通过所述第十九电阻与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接，所述绝缘栅双极型晶体管的基极还与所述第二稳压管的负极连接，所述第二稳压管的正极与所述第三稳压管的正极连接，所述第三稳压管的负极与所述直流到直流隔离驱动电源的接地端连接。

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