CN103501171B - 一种igbt驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种IGBT驱动电路，涉及IGBT驱动技术。它为了解决目前串联IGBT驱动电路在满足驱动信号一致的前提下，驱动信号的脉宽窄的问题。本发明利用铁氧体磁环伏秒积为常数的特性来保证驱动信号的一致性，当驱动信号的正极性脉冲结束时，电容C提供IGBT驱动信号的续流，电压缓慢下降，驱动信号的脉宽增大100倍，使IGBT驱动电路的脉宽摆脱了铁氧体磁环伏秒积的限制。本发明适用于宽脉宽电源的驱动。

Description

一种IGBT驱动电路
技术领域
本发明涉及IGBT驱动技术。
背景技术
随着电力电子技术不断发展，器件的工作电压也不断提高。然而，耐压等级高的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)制造难度大，单独的IGBT很难满足开关器件的耐压要求，因此，需要采用IGBT串联的方式来满足耐压的要求。IGBT器件开关动作快，串联的IGBT电路对于驱动信号要求严格，要求在IGBT开关状态改变的瞬间以及其进入稳定工作状态后合理的电压均衡，防止在某个器件上出现过压情况而损坏器件；从IGBT驱动技术上来看，要求通过合理手段消除栅极驱动开通以及关断延时的影响，达到串联IGBT驱动信号的一致性。目前应用的大多数为使驱动信号一致的方式为多个磁环串联，基于串联电路电流一致性来保证驱动信号的一致。由于磁环的伏秒积的一定的特性，当多个IGBT串联时，不得不考虑电路整体体积的问题，因此，多个IGBT串联时，为使整体电源体积减小，通常使得驱动信号开通时间很短(一般为10微秒左右)，这使得IGBT串联技术应用范围受到限制。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前串联IGBT驱动电路在满足驱动信号一致的前提下，驱动信号的脉宽窄的问题，提供一种IGBT驱动电路。
本发明所述的一种IGBT驱动电路包括铁氧体磁环1，还包括P型MOSFETQ1、第一三极管Q2、第二三极管Q3、第一二极管D1、第二二极管D2、续流电路2、稳压电路3、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，所述铁氧体磁环1的输出端的一个端子同时连接第一二极管D1的正极、P型MOSFETQ1的源极和第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端连接P型MOSFETQ1的栅极，第一电阻R1与P型MOSFETQ1的公共端连接第二电阻R2的一端，所述续流电路2与稳压电路3并联构成并联第一支路，第二二极管D2与第四电阻R4并联，第一二极管D1的负极同时连接P型MOSFETQ1的漏极、第一并联电路的一端、第二二极管D2的正极、第五电阻R5的一端和第一三极管Q2的基极，铁氧体磁环1的输出端的另一个端子同时连接第二电阻R2的另一端、第一并联电路的另一端、第二三极管Q3的发射极和第七电阻R7的一端，第五电阻R5的另一端连接第二三极管Q3的集电极，第一三极管Q2的发射极连接第二二极管D2的负极，所述第一三极管Q2的集电极连接第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端同时连接第二三极管Q3的基极和第七电阻R7的另一端，第二二极管D2的负极与第四电阻R4的公共端为所述一种IGBT驱动电路的驱动信号输出端，所述驱动信号输出端用于连接IGBT的栅极，铁氧体磁环1与第二电阻R2的公共端用于连接IGBT的源极。
所述的续流电路2由第三电阻R3和电容C串联构成。
所述的稳压电路3由两个稳压二极管串联构成，所述两个稳压二极管的正极相连。
所述的两个稳压二极管均采用齐纳二极管实现。
所述的第一三极管Q2采用PNP型三极管实现。
所述的第二三极管Q3采用NPN型三极管实现。
本发明所述的一种IGBT驱动电路利用铁氧体磁环1伏秒积为常数的特性来保证驱动信号的一致性，当驱动信号的正极性脉冲结束时，电容C提供IGBT驱动信号的续流，电压缓慢下降，驱动信号的脉宽增大100倍，使IGBT驱动电路的脉宽摆脱了铁氧体磁环1伏秒积的限制。
附图说明
图1为本发明所述的一种IGBT驱动电路的电路图；
图2为本发明所述的一种IGBT驱动电路的脉冲信号的波形图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种IGBT驱动电路包括铁氧体磁环1，其特征在于：它还包括P型MOSFETQ1、第一三极管Q2、第二三极管Q3、第一二极管D1、第二二极管D2、续流电路2、稳压电路3、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，所述铁氧体磁环1的输出端的一个端子同时连接第一二极管D1的正极、P型MOSFETQ1的源极和第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端连接P型MOSFETQ1的栅极，第一电阻R1与P型MOSFETQ1的公共端连接第二电阻R2的一端，所述续流电路2与稳压电路3并联构成并联第一支路，第二二极管D2与第四电阻R4并联，第一二极管D1的负极同时连接P型MOSFETQ1的漏极、第一并联电路的一端、第二二极管D2的正极、第五电阻R5的一端和第一三极管Q2的基极，铁氧体磁环1的输出端的另一个端子同时连接第二电阻R2的另一端、第一并联电路的另一端、第二三极管Q3的发射极和第七电阻R7的一端，第五电阻R5的另一端连接第二三极管Q3的集电极，第一三极管Q2的发射极连接第二二极管D2的负极，所述第一三极管Q2的集电极连接第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端同时连接第二三极管Q3的基极和第七电阻R7的另一端，第二二极管D2的负极与第四电阻R4的公共端为所述一种IGBT驱动电路的驱动信号输出端，所述驱动信号输出端用于连接IGBT的栅极，铁氧体磁环1与第二电阻R2的公共端用于连接IGBT的源极。
本实施方式所述的一种IGBT驱动电路在使用时，将多个该驱动电路的铁氧体磁环1的输入端串联，每个所述驱动电路用来驱动一个IGBT，将所述驱动电路的驱动信号输出端连接IGBT的栅极，将所述驱动电路的铁氧体磁环1与第二电阻R2的公共端连接IGBT的源极。续流电路2能够储能和放电。铁氧体磁环1的输入端有正极性脉冲信号输入时，正极性脉冲信号通过铁氧体磁环，第一二极管D1导通，续流电路2处于充电状态，同时，IGBT的栅极驱动电压维持在串联第二支路两端的电压，IGBT开通；此时，若正极性脉冲信号消失，续流电路2放电，并提供IGBT驱动信号的续流，IGBT的栅极驱动电压缓慢下降。正极性脉冲的脉宽为t1，负极性脉冲的脉宽为t3，根据续流电路2的特性人为调整正极性脉冲与负极性脉冲之间的时间间隔，所述时间间隔为t2，则由于续流电路2的续流功能，正极性脉冲的脉宽增大至t1+t2。常用的IGBT串联驱动电路的t1为微秒量级，对t1为10微秒的上述驱动电路，通过设置t2，正极性脉冲的脉宽可增大至1ms，即脉宽增大了100倍，使得IGBT串联驱动电路的脉宽摆脱了铁氧体磁环1的伏秒积的限制，适用于宽脉宽电源的驱动。
此外，本实施方式还具有过流保护功能。当发生短路时，IGBT电压上升，当IGBT的栅极驱动电压高于续流电路2两端的电压时，PNP型三极管Q2与NPN型三极管Q3导通，并通过第四电阻R4、PNP型三极管Q2和NPN型三极管Q3放电，续流电路2以及IGBT门极电压放电，IGBT关断，实现了IGBT的过流保护。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的一种IGBT驱动电路的进一步限定，本实施方式中，续流电路2由第三电阻R3和电容C串联构成。
续流电路2的储能和放电功能通过电容C实现。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的一种IGBT驱动电路的进一步限定，本实施方式中，稳压电路3由两个稳压二极管串联构成，所述两个稳压二极管的正极相连。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式三所述的一种IGBT驱动电路的进一步限定，本实施方式中，两个稳压二极管均采用齐纳二极管实现。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一至四所述的一种IGBT驱动电路的进一步限定，本实施方式中，第一三极管Q2采用PNP型三极管实现。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一至四所述的一种IGBT驱动电路的进一步限定，本实施方式中，第二三极管Q3采用NPN型三极管实现。

Claims (6)

1.一种IGBT驱动电路，包括铁氧体磁环(1)，其特征在于：它还包括P型MOSFETQ1、第一三极管Q2、第二三极管Q3、第一二极管D1、第二二极管D2、续流电路(2)、稳压电路(3)、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，所述铁氧体磁环(1)的输出端的一个端子同时连接第一二极管D1的正极、P型MOSFETQ1的源极和第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端连接P型MOSFETQ1的栅极，第一电阻R1与P型MOSFETQ1的公共端连接第二电阻R2的一端，所述续流电路(2)与稳压电路(3)并联构成并联第一支路，第二二极管D2与第四电阻R4并联，第一二极管D1的负极同时连接P型MOSFETQ1的漏极、第一并联电路的一端、第二二极管D2的正极、第五电阻R5的一端和第一三极管Q2的基极，铁氧体磁环(1)的输出端的另一个端子同时连接第二电阻R2的另一端、第一并联电路的另一端、第二三极管Q3的发射极和第七电阻R7的一端，第五电阻R5的另一端连接第二三极管Q3的集电极，第一三极管Q2的发射极连接第二二极管D2的负极，所述第一三极管Q2的集电极连接第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端同时连接第二三极管Q3的基极和第七电阻R7的另一端，第二二极管D2的负极与第四电阻R4的公共端为所述一种IGBT驱动电路的驱动信号输出端，所述驱动信号输出端用于连接IGBT的栅极，铁氧体磁环(1)与第二电阻R2的公共端用于连接IGBT的源极。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动电路，其特征在于：所述的续流电路(2)由第三电阻R3和电容C串联构成。
3.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动电路，其特征在于：所述的稳压电路(3)由两个稳压二极管串联构成，所述两个稳压二极管的正极相连。
4.根据权利要求3所述的一种IGBT驱动电路，其特征在于：所述的两个稳压二极管均采用齐纳二极管实现。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种IGBT驱动电路，其特征在于：所述的第一三极管Q2采用PNP型三极管实现。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种IGBT驱动电路，其特征在于：所述的第二三极管Q3采用NPN型三极管实现。
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