CN202435253U - 一种igbt驱动集成装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种IGBT驱动集成装置。包括反相电路、脉冲宽度限制电路和推挽输出电路，反相电路的输出端连接脉冲宽度限制电路的输入端，脉冲宽度限制电路的输出端连接推挽输出电路的输入端，上述反相电路、脉冲宽度限制电路和推挽输出电路固装于壳体底部的内表面，壳体空腔内填充有绝缘物。本实用新型通过将反相电路、脉冲宽度限制电路、推挽输出电路这三部分分离元件电路集成为具有最大脉冲宽度限制的IGBT驱动模块，有效保护IGBT因开通时间过长而出现过流损坏，通过把驱动电路进行集成，减少功率板上的元件个数和走线复杂性，提高电路板生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种IGBT驱动集成装置，特别是一种用于电磁加热产品的IGBT驱动集成装置，属于IGBT驱动集成装置的改进技术。
背景技术
现有电磁加热产品功率器件IGBT的驱动电路都是采用分立元件组成的推挽输出电路或者是反相电路加推挽输出电路形式。上述形式的驱动电路元件多，走线复杂，信号干扰大，生产效率低，在电磁干扰或走线干扰情况下易出现IGBT开通时间过长而导致过流损坏。
发明内容
本实用新型的目的在于考虑上述问题，提供一种性能优良、装配简便、高度集成的IGBT驱动集成装置。
本实用新型的技术方案是:本实用新型的IGBT驱动集成装置,包括反相电路、脉冲宽度限制电路和推挽输出电路，所述反相电路的输出端连接脉冲宽度限制电路的输入端，脉冲宽度限制电路的输出端连接推挽输出电路的输入端，上述反相电路、脉冲宽度限制电路和推挽输出电路固装于壳体底部的内表面，所述壳体空腔内填充有绝缘物。
上述反相电路、脉冲宽度限制电路和推挽输出电路分别通过基板固装于壳体底部的内表面。
上述反相电路的输入端，推挽输出电路的输出端，以及反相电路、脉冲宽度限制电路和推挽输出电路共同的电源端和地端四个端口通过基板端部向壳体外延伸形成相应的针状引脚，四个针状引脚的顺序分别为电源引脚、推挽输出电路输出引脚、反相电路输入引脚、地引脚。
上述反相电路包括三极管Q1和电阻R1,R2,R3，输入信号PWM通过电阻R2和三极管Q1的基极B相连，三极管Q1的集电极C通过电阻R3和18V电源相连，三极管Q1的发射极E和地线相连，电阻R1两端分别连接18V电源和PWM输入信号,反相电路的输出信号从三极管Q1的集电极C极引出。
上述脉冲宽度限制电路包括电阻R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,电容C1,C2,C3,C4，比较器U1,U2以及二极管D1，电阻R4,R5,R6,R7,电容C1,C2和比较器U1形成的电路具有同相输出功能，电阻R8,R9,R10,电容C3,C4,二极管D1,比较器U2构成高电平输出宽度限制电路。
上述推挽输出电路包括电阻R11,R12,R13,R14,三极管Q2,Q3，其中Q2为NPN型三极管，Q3为PNP型三极管。
本实用新型采用部分电路集成的方式将反相电路、脉冲宽度限制电路和推挽输出电路集成封装到壳体内，其带来的有益效果是，将反相电路、脉冲宽度限制电路和推挽输出电路这三部分电路集成为一个具有IGBT最大开通脉冲宽度限制的驱动元件，精简了电磁加热产品电路板外围电路设计，降低电路板组装的难度，提高整个电路板生产效率；同时在能够解决IGBT因干扰问题导致开通时间过长而过流损坏的问题，大大提高了电磁加热产品电路板的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型IGBT驱动电路集成封装模块的电路连接框图。
图2为本实用新型IGBT驱动电路集成模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。
如图1所示，本实用新型的IGBT驱动集成装置,包括反相电路12、脉冲宽度限制电路13和推挽输出电路14，所述反相电路12的输出端连接脉冲宽度限制电路13的输入端，脉冲宽度限制电路13的输出端连接推挽输出电路14的输入端，并且反相电路12、脉冲宽度限制电路13和推挽输出电路14有共同的电源端和地端。
上述反相电路12、脉冲宽度限制电路13和推挽输出电路14固装于壳体11底部的内表面，所述壳体11空腔内填充有绝缘物。
上述反相电路12、脉冲宽度限制电路13和推挽输出电路14分别通过基板固装于壳体11底部内表面。
上述反相电路12的输入端，推挽输出电路14的输出端，以及反相电路12、脉冲宽度限制电路13和推挽输出电路14共同的电源端和地端四个端口通过基板端部向壳体11外延伸形成相应的针状引脚，四个针状引脚的顺序分别为电源引脚1、推挽输出电路输出引脚2、反相电路输入引脚3、地引脚4。
如图2所示，上述反相电路12包括三极管Q1和电阻R1,R2,R3，输入信号PWM通过电阻R2和三极管Q1 B极相连，三极管Q1 C极通过电阻R3和18V电源相连，三极管Q1 E极和地线相连，电阻R1两端分别连接18V电源和PWM输入信号,反相电路的输出信号从三极管Q1的C极引出，当PWM信号为高电平时，三极管Q1因 B极电压高于0.7V而导通，C极电压接近0V,当PWM信号为低电平时，三极管Q1截止，三极管Q1 C极电压为18V,此电路不但实现了反相，也实现了PWM信号由5V到18V的转变。
上述脉冲宽度限制电路13包括电阻R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,电容C1,C2,C3,C4，比较器U1,U2以及二极管D1，电阻R4,R5,R6,R7,电容C1,C2和比较器U1形成的电路具有同相输出功能，比较器U1的负极输入信号为固定电压U1_=18*R7/(R6+R7),正极输入信号为U1+=PWM_OUT*R5/(R4+R5),并且R5/(R4+R5)＞R7/(R6+R7),当PWM_OUT为18V时，比较器U1输出高电平，当PWM_OUT为0V时，比较器U1输出低电平；电阻R8,R9,R10,电容C3,C4,二极管D1,比较器U2构成高电平输出宽度限制电路，比较器U2输出高电平最大时间是由充电电路中的时间常数t=R10*C4决定，当18V电压通过电阻R10向电容C4充电的电压U2_大于U2+=18*R9/(R8+R9)时，比较器U2输出低电平，同时比较器U2负极输入电压U2_通过二极管D1,电阻R9向地线放电，然后重复下一个最大高电平限制过程。
上述推挽输出电路14包括电阻R11,R12,R13,R14,三极管Q2,Q3，其中Q2为NPN型三极管，Q3为PNP型三极管，R12接Q2的C极，R11接Q2的B极,Q2与Q3的E极接R13，输出IGBT驱动信号 。当比较器U2输出高电平时三极管Q2导通，IGBT驱动信号为18V高电平，当比较器U2输出低电平时三极管Q3导通，IGBT驱动信号为0V低电平。
下面以电磁炉为例详细说明IGBT驱动电路集成模块的工作原理：市电交流电经过整流桥堆整流处理得到直流脉动电压，经外部滤波电容为电磁炉负载提供直流稳定电压；主MCU向驱动电路集成模块输入PWM信号，PWM信号经过驱动电路集成模块内部的反相电路实现驱动信号由5V向18V转变，转变后的信号经过最大脉冲宽度限制电路和推挽输出电路后，输出IGBT的栅极控制信号控制IGBT开关工作状态，通过调整MCU输出的PWM驱动信号占空比，实现电磁炉输出功率的变化。
Claims (6)
1.一种IGBT驱动集成装置，其特征在于包括反相电路（12）、脉冲宽度限制电路（13）和推挽输出电路（14），所述反相电路（12）的输出端连接脉冲宽度限制电路（13）的输入端，脉冲宽度限制电路（13）的输出端连接推挽输出电路（14）的输入端，上述反相电路（12）、脉冲宽度限制电路（13）和推挽输出电路（14）固装于壳体（11）底部内表面，所述壳体（11）空腔内填充有绝缘物。
2.根据权利要求1所述的IGBT驱动集成装置，其特征在于上述反相电路（12）、脉冲宽度限制电路（13）和推挽输出电路（14）分别通过基板固装于壳体（11）底部内表面。
3.根据权利要求2所述的IGBT驱动集成装置，其特征在于上述反相电路（12）的输入端，推挽输出电路（14）的输出端，以及反相电路（12）、脉冲宽度限制电路（13）和推挽输出电路（14）共同的电源端和地端四个端口通过基板端部向壳体（11）外延伸形成相应的针状引脚，四个针状引脚的顺序分别为电源引脚（1）、推挽输出电路输出引脚（2）、反相电路输入引脚（3）、地引脚（4）。
4.根据权利要求1至3任一项所述的IGBT驱动集成装置，其特征在于上述反相电路（12）包括三极管Q1和电阻R1,R2,R3，输入信号PWM通过电阻R2和三极管Q1的基极B相连，三极管Q1的集电极C通过电阻R3和18V电源相连，三极管Q1的发射极E和地线相连，电阻R1两端分别连接18V电源和PWM输入信号,反相电路的输出信号从三极管Q1的集电极C极引出。
5.根据权利要求1至3任一项所述的IGBT驱动集成装置，其特征在于上述脉冲宽度限制电路（13）包括电阻R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,电容C1,C2,C3,C4，比较器U1,U2以及二极管D1，电阻R4,R5,R6,R7,电容C1,C2和比较器U1形成的电路具有同相输出功能，电阻R8,R9,R10,电容C3,C4,二极管D1,比较器U2构成高电平输出宽度限制电路。
6.根据权利要求1至3任一项所述的IGBT驱动集成装置，其特征在于上述推挽输出电路（14）包括电阻R11,R12,R13,R14,三极管Q2,Q3，其中Q2为NPN型三极管，Q3为PNP型三极管。
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|---|---|---|---|---|
| CN103840642A (zh) * | 2012-11-27 | 2014-06-04 | 美的集团股份有限公司 | 电磁加热装置及其驱动电路 |
| WO2016090959A1 (zh) * | 2014-12-08 | 2016-06-16 | 深圳市科陆电子科技股份有限公司 | 开关电源双脉冲脉宽限制电路及其实现方法 |
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