CN102801408A

CN102801408A - 大功率igbt驱动电路

Info

Publication number: CN102801408A
Application number: CN2012103153349A
Authority: CN
Inventors: 郭春华; 宗绪锋; 董辉; 史纪元; 王成端
Original assignee: Weifang University
Current assignee: Weifang University
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: CN102801408B

Abstract

本发明公开了一种大功率IGBT驱动电路，其包括第七集成三极管阵列等元件，第九三极管与第三十一电阻连接，第三十一电阻与第七集成三极管阵列、第八集成三极管阵列、第十四二极管连接，第二十八电阻与第十四二极管连接，第七集成三极管阵列与第十一三极管连接，第八集成三极管阵列与第十二三极管连接，第二十八电阻与第十三极管、第二十三电阻连接，第二十三电阻与第二十二电阻、第八电容连接，第二十四电阻连接在第七集成三极管阵列和第十一三极管之间，第二十六电阻连接在第八集成三极管阵列和第十二三极管之间，第十三极管与第十电容、第十一电容、第四稳压管连接。本发明实现光纤隔离，开关频率高，驱动能力强。

Description

大功率IGBT驱动电路

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，特别是涉及一种大功率IGBT驱动电路。

背景技术

现有大功率IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）驱动电路都是国外进口的驱动电路板，价格高，开关频率低，驱动功率小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大功率IGBT驱动电路，其实现光纤隔离，开关频率高，驱动能力强。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种大功率IGBT驱动电路，其特征在于，其包括第七集成三极管阵列、第八集成三极管阵列、第九三极管、第十三极管、第十一三极管、第十二三极管、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十六电阻、第二十八电阻、第三十一电阻、第三十三电阻、第三十九电阻、第四十二电阻、第十四二极管、第二十一二极管、第二十四二极管、第二十五二极管、第二十六二极管、第八电容、第十电容、第十一电容、第四稳压管，第九三极管与第三十一电阻连接，第三十一电阻与第七集成三极管阵列、第八集成三极管阵列、第十四二极管连接，第二十八电阻与第十四二极管连接，第七集成三极管阵列与第十一三极管连接，第八集成三极管阵列与第十二三极管连接，第二十八电阻与第十三极管、第二十三电阻连接，第二十三电阻与第二十二电阻、第八电容连接，第二十四电阻连接在第七集成三极管阵列和第十一三极管之间，第二十六电阻连接在第八集成三极管阵列和第十二三极管之间，第十三极管与第十电容、第十一电容、第四稳压管连接，第十一电容与第三十三电阻、第三十九电阻、第四十二电阻连接，第二十一二极管与第十一三极管、第十二三极管连接，第三十三电阻与第二十四二极管、第二十五二极管、第二十六二极管连接，第九三极管、第七集成三极管阵列与第八集成三极管阵列均为开关型器件，第十一三极管、第十二三极管都是大功率三极管。

本发明的积极进步效果在于：本发明实现软关断，光纤隔离，开关频率高，驱动能力强，具有短路保护。

附图说明

图1为本发明大功率IGBT驱动电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明大功率IGBT驱动电路包括第七集成三极管阵列Q7、第八集成三极管阵列Q8、第九三极管Q9、第十三极管Q10、第十一三极管Q11、第十二三极管Q12、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十六电阻R26、第二十八电阻R28、第三十一电阻R31、第三十三电阻R33、第三十九电阻R39、第四十二电阻R42、第十四二极管D14、第二十一二极管D21、第二十四二极管D24、第二十五二极管D25、第二十六二极管D26、第八电容C8、第十电容C10、第十一电容C11、第四稳压管Z4，第九三极管Q9与第三十一电阻R31连接，第三十一电阻R31与第七集成三极管阵列Q7、第八集成三极管阵列Q8、第十四二极管D14连接，第二十八电阻R28与第十四二极管D14连接，第七集成三极管阵列Q7与第十一三极管Q11连接，第八集成三极管阵列Q8与第十二三极管Q12连接，第二十八电阻R28与第十三极管Q10、第二十三电阻R23连接，第二十三电阻R23与第二十二电阻R22、第八电容C8连接，第二十四电阻R24连接在第七集成三极管阵列Q7和第十一三极管Q11之间，第二十六电阻R26连接在第八集成三极管阵列Q8和第十二三极管Q12之间，第十三极管Q10与第十电容C10、第十一电容C11、第四稳压管Z4连接，第十一电容C11与第三十三电阻R33、第三十九电阻R39、第四十二电阻R42连接，第二十一二极管D21与第十一三极管Q11、第十二三极管Q12连接，第三十三电阻R33与第二十四二极管D24、第二十五二极管D25、第二十六二极管D26连接。

光纤接收器U4是光电信号转换电路，可以采用R-2521Z型光纤接收模块。当光纤接收器接收到信号后，其第4端信号变低，第九三极管Q9基极电位变低，使第九三极管的Uce导通，第九三极管的Uc电位升高到驱动电压，即VCC–Uce饱和压降。第七集成三极管阵列Q7与第八集成三极管阵列Q8中的NPN型三极管饱和导通，驱动电压VCC经过第七集成三极管阵列Q7与第八集成三极管阵列Q8中的NPN型三极管，以及第二十四电阻R24和第二十六电阻R26，施加到第十一三极管Q11（第十一三极管Q11是大功率三极管），使第十一三极管Q11导通，则第十一三极管Q11把驱动电压VCC经过第二十一二极管D21施加到IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的门极IGBT_G，开通IGBT。

当光纤接收器没有收到信号时，其第4端对地为高阻状态，第九三极管Q9基极无偏流，即第九三极管Q9的Uce断开，第九三极管Q9的Uc电位由第三十一电阻R31及第四十二电阻R42的分压决定，第七集成三极管阵列Q7、第八集成三极管阵列Q8中的PNP型三极管饱和导通，负偏置电压Vee经过二十四电阻R24和第二十六电阻R26施加到第十一三极管Q11、第十二三极管Q12（第十二三极管Q12是大功率三极管）的基极，第十二三极管Q12导通，其发射极电压近似负偏置电压Vee，该电压经过第二十一二极管D21施加到IGBT的门极IGBT_G，关断IGBT。

本发明大功率IGBT驱动电路采用光纤隔离，隔离电压高，采用第九三极管Q9、第七集成三极管阵列Q7与第八集成三极管阵列Q8，由于第九三极管Q9、第七集成三极管阵列Q7与第八集成三极管阵列Q8均为开关型器件，载流子的存储与恢复时间短，故其开关频率高，抗干扰能力强。

IGBT的驱动部分采用第十一三极管Q11、第十二三极管Q12，第十一三极管Q11、第十二三极管Q12都是大功率三极管，由于大功率三极管驱动电流大，因而驱动能力强。

当光纤接收器接收到信号后，第九三极管Q9导通，驱动电压VCC经过第九三极管Q9的Uce，施加到第七集成三极管阵列Q7与第八集成三极管阵列Q8，同时该路电压经过第二十六二极管D26与第三十三电阻R33，给第十一电容C11充电。当第十一电容C11的电压达到一定电压后，该电压经过第三十九电阻R39，第二十四二极管D24和第二十五二极管D25到达IGBT的集电极端IGBT_C。若IGBT过流，由于西门康和英飞凌的IGBT的Uce两端电压随电流的增加而增加（三菱的IGBT的Uce电压与Ic电流有一段负阻区），这样会导致第十一电容C11上的电压升高。该电压升高到Z4+0.7V电压时，第四稳压管Z4击穿而导通（从第九三极管Q9导通到第十一电容C11电压升高到第四稳压管Z4击穿电压的时间称为阻塞时间），导通电流向第十电容C10充电，当第十电容C10两端电压大于第十三极管Q10的基极偏置电压时，第十三极管Q10导通，导通后，第十三极管Q10的集电极电压变低，变低后，光纤发送器U3的第1、2端接近等电位，不对外发送信号，表明有故障出现（无故障时向外发送信号）。同时，第十三极管Q10的集电极电压变低后，经过第二十八电阻R28，第十四二极管D14拉低第七集成三极管阵列Q7、第八集成三极管阵列Q8的基极电位，使得第七集成三极管阵列Q7、第八集成三极管阵列Q8半开通，从而使得第十一三极管Q11也是半开通，输出电压变低，对IGBT进行软关断。当驱动电路报出故障后，如果迅速关断驱动信号（即U4输入信号），则第九三极管Q9会迅速关断，第九三极管Q9的Uc端为低电位，第七集成三极管阵列Q7、第八集成三极管阵列Q8中的PNP型三极管导通，从而第十二三极管Q12导通，则第十二三极管Q12的Ue端电压为低，IGBT会立即关断，但此时由于IGBT中的电流较大，立即关断会导致IGBT的Uce过压而损坏，故又增加了第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第八电容C8的电路，使第九三极管Q9能够延迟导通一定时间，从而对IGBT进行软关断（在光纤接收器U4没有驱动信号，从第十三极管Q10导通开始到第九三极管Q9完全关断的时间，称为软关断时间）。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims

1.一种大功率IGBT驱动电路，其特征在于，其包括第七集成三极管阵列、第八集成三极管阵列、第九三极管、第十三极管、第十一三极管、第十二三极管、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十六电阻、第二十八电阻、第三十一电阻、第三十三电阻、第三十九电阻、第四十二电阻、第十四二极管、第二十一二极管、第二十四二极管、第二十五二极管、第二十六二极管、第八电容、第十电容、第十一电容、第四稳压管，第九三极管与第三十一电阻连接，第三十一电阻与第七集成三极管阵列、第八集成三极管阵列、第十四二极管连接，第二十八电阻与第十四二极管连接，第七集成三极管阵列与第十一三极管连接，第八集成三极管阵列与第十二三极管连接，第二十八电阻与第十三极管、第二十三电阻连接，第二十三电阻与第二十二电阻、第八电容连接，第二十四电阻连接在第七集成三极管阵列和第十一三极管之间，第二十六电阻连接在第八集成三极管阵列和第十二三极管之间，第十三极管与第十电容、第十一电容、第四稳压管连接，第十一电容与第三十三电阻、第三十九电阻、第四十二电阻连接，第二十一二极管与第十一三极管、第十二三极管连接，第三十三电阻与第二十四二极管、第二十五二极管、第二十六二极管连接，第九三极管、第七集成三极管阵列与第八集成三极管阵列均为开关型器件，第十一三极管、第十二三极管都是大功率三极管。