CN202424487U - 一种可产生关断负压的igbt驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可产生关断负压的IGBT驱动电路，包括驱动信号整形放大电路、IGBT管、降压电路和充电电路，驱动信号整形放大电路的信号输入端外接驱动信号，驱动信号整形放大电路的电源输入端外接电源正极和电源地；降压电路包括隔直电容和稳压二极管，隔直电容与稳压二极管并联，稳压二极管的阴极接驱动信号整形放大电路的信号输出端，阳极接IGBT管的门极；IGBT管的发射极接电源地，充电电路的一端接IGBT管的门极，另一端接IGBT管的发射极。本实用新型用较少的元件在单电源供电的基础上实现了负电压关断IGBT的功能，提高了产品的可靠性。

Description

一种可产生关断负压的IGBT驱动电路

[技术领域]

本实用新型涉及IGBT驱动电路，尤其涉及一种可产生关断负压的IGBT驱动电路。 

[背景技术]

众所周知，用负电压关断IGBT可以提高其关断速度，增强抗干扰能力，防止误触发，大大提高了其工作可靠性，但是传统的带负电压关断的IGBT驱动电路复杂，需要额外的负电压供电，而不带负电压关断的驱动电路虽然简单，但干抗能力又太差。 

图1为传统的带负电压关断的IGBT驱动电路，主要由起波形整形放大作用的IC1，驱动三极管Q1、Q2构成，C1为加速电容，C2为高频滤波电容，驱动信号经R4推动IGBT Q3工作。从图中可知，此电路的缺点是需要外界提供负电压来实现IGBT的负压关断。 

图2为无负电压关断的IGBT驱动电路，输入信号经起波形整形放大作用的IC1整形放大后经电阻R1直接驱动IGBT Q1工作，线路虽然简单，但IGBT无法实现负压关断，可靠性大打折扣。 

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用较少的元件并且无需外界提供负电压就能实现IGBT负压关断的IGBT驱动电路。 

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种可产生关断负压的IGBT驱动电路，包括驱动信号整形放大电路、IGBT管、降压电路和充电电路，所述驱动信号整形放大电路的信号输入端外接驱动信号，驱动信号整形 放大电路的电源输入端外接电源正极和电源地；所述的降压电路包括隔直电容和稳压二极管，所述的隔直电容与稳压二极管并联，所述稳压二极管的阴极接驱动信号整形放大电路的信号输出端，阳极接IGBT管的门极；IGBT管的发射极接所述的电源地，充电电路的一端接IGBT管的门极，另一端接IGBT管的发射极。 

所述的降压电路包括驱动电阻，所述驱动电阻接在接驱动信号整形放大电路的信号输出端与稳压二极管的阴极之间。 

所述的充电电路包括充电电阻。 

所述的可产生关断负压的IGBT驱动电路还可以包括二极管，所述二极管与充电电阻串联，二极管的阳极接IGBT管的门极，二极管的阴极接电源地。 

所述的可产生关断负压的IGBT驱动电路还可以包括滤波电容，所述滤波电容的一端接接电源正极，另一端接电源地。 

所述隔直电容的电容值大于0.2uF。 

所述的驱动信号整形放大电路是半桥驱动芯片。 

所述的半桥驱动芯片可以是IRS2101或IRS2103芯片。 

本实用新型可产生关断负压的IGBT驱动电路用较少的元件在单电源供电的基础上实现了负电压关断IGBT的功能，不仅可以快速的关断IGBT，同时提供了IGBT关断的负偏压，提高了产品的可靠性。 

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 

图1是现有技术带负电压关断的IGBT驱动电路。 

图2是现有技术无负电压关断的IGBT驱动电路。 

图3是本实用新型可产生关断负压的IGBT驱动电路实施例1的电路图。 

图4是本实用新型可产生关断负压的IGBT驱动电路实施例1的电路图。 

[具体实施方式]

在图3所示的本实用新型可产生关断负压的IGBT驱动电路的实施例1中，包括驱动信号整形放大电路IC1(IRS2101或IRS2103)、IGBT管Q1、降压电路和充电电路。 

驱动信号整形放大电路IC1的信号输入端外接驱动信号，驱动信号整形放大电路IC1的电源输入端外接电源正极和电源地。IGBT管Q1的发射极接电源地。滤波电容C1的一端接接电源正极，另一端接电源地。 

降压电路包括隔直电容C2、稳压二极管Z1充和驱动电阻R1。隔直电容C2与稳压二极管Z1并联，稳压二极管Z1充和驱动电阻R1串联。稳压二极管Z1的阴极通过驱动电阻R1接驱动信号整形放大电路IC1的信号输出端，稳压二极管Z1的阳极接IGBT管Q1的控制极。 

本实施例的充电电路是充电电阻R2。充电电阻R2的一端接IGBT管Q1的门极，另一端接IGBT管Q1的发射极。 

驱动信号经芯片IC1(型号举例)整形放大后，经电阻R1及与之串联的稳压二极管Z1、电容C2推动IGBT的控制G极，电阻R2即是IGBT的GE极的放电电阻，同时又是电容C2的充电电阻，电容C1为高频滤波电容，电容Cg为IGBT的GE极的等效输入电容，其中C2＞＞CgC2＝0.22uF。由于是单电源供电，IC1的输出直流电压Vdc为： 

Vdc＝Vin*D 

上式中Vin为IC1的供电电压，D为驱动信号占空比，显然，电容C2将通过电阻R2对其充电，如果没有稳压二极管Z1的作用，其充电时间与充得的电压关系为 

$\mathrm{Uc}=\mathrm{Vdc}*(1-e^{-\frac{t}{R*C}})$

经过大约5倍的τ之后(τ＝RC)，充电过程近似结束，电容C2将充到Vdc的电压。但由于由稳压二极管Z1的存在，电容C2的电压将被稳压二极管Z1钳位住。假设V+为15V，占容比D为50％，那么电容C2上将充得7.5V的电压，通常，我们需要的关断负电压为5V，稳压二极管Z1一般选取5.1V，那么，电容C2的电压将被钳位在5.1V。由于电容C2＞＞Cg，且I GBT的GE结放电电阻R2比较大，那么C2的电压基本可以认为是恒定的，因此，此时IGBT的输入正电压为V+减去C2上的电压，而在IGBT关断时，其输入的电压为一负电压，即负的Vc2。从上面的说明可以看出，相对于图2，通过增加3个简单的器件，将IGBT的驱动电压实现了向下平移，得到了一个关断IGBT的负电压。 

从上面的分析知道，电容C2的充电电压受制于输入电压V+及占空比D，V+是比较好选择的，但是对于不同的应用场合，可能会有比较小的占空比的情况出现。 

图4所示的本实用新型可产生关断负压的IGBT驱动电路的实施例2中，相对于图3的实施例1r的充电电路增加了1个二极管D1，二极管D1与充电电阻R2串联，二极管D1的阳极接I GBT管Q1的门极，二极管D1的阴极接电源地。二极管D1只在电容C2充电的过程中导通，电容C2因此能被持续充电直至被稳压管钳位，从而消除了过小占空比的影响。 

Claims (8)

1.一种可产生关断负压的IGBT驱动电路，其特征在于，包括驱动信号整形放大电路、IGBT管、降压电路和充电电路，所述驱动信号整形放大电路的信号输入端外接驱动信号，驱动信号整形放大电路的电源输入端外接电源正极和电源地；所述的降压电路包括隔直电容和稳压二极管，所述的隔直电容与稳压二极管并联，所述稳压二极管的阴极接驱动信号整形放大电路的信号输出端，阳极接IGBT管的门极；IGBT管的发射极接所述的电源地，充电电路的一端接IGBT管的门极，另一端接IGBT管的发射极。

2.根据权利要求1所述的可产生关断负压的IGBT驱动电路，其特征在于，所述的降压电路包括驱动电阻，所述驱动电阻接在接驱动信号整形放大电路的信号输出端与稳压二极管的阴极之间。

3.根据权利要求1所述的可产生关断负压的IGBT驱动电路，其特征在于，所述的充电电路包括充电电阻。

4.根据权利要求3所述的可产生关断负压的IGBT驱动电路，其特征在于，包括二极管，所述二极管与充电电阻串联，二极管的阳极接IGBT管的门极，二极管的阴极接电源地。

5.根据权利要求1所述的可产生关断负压的IGBT驱动电路，其特征在于，包括滤波电容，所述滤波电容的一端接接电源正极，另一端接电源地。

6.根据权利要求1所述的可产生关断负压的IGBT驱动电路，其特征在于，所述隔直电容的电容值是电容值大于0.2uF。

7.根据权利要求1所述的可产生关断负压的IGBT驱动电路，其特征在于，所述的驱动信号整形放大电路是半桥驱动芯片。

8.根据权利要求7所述的可产生关断负压的IGBT驱动电路，其特征在于，半桥驱动芯片是IRS2101或IRS2103芯片。

Images