CN203590014U - 小功率igbt驱动互锁电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种小功率IGBT驱动互锁电路，该电路包括第一驱动光耦、第二驱动光耦、第一二极管、第二二极管和用于连接连接IGBT模块的第一三极管及第二三极管。本实用新型通过第一驱动光耦和第二驱动光耦将单片机的驱动信号隔离，通过第一三极管和第二三极管驱动IGBT模块，通过第一二极管和第二二极管实现互锁，负责控制IGBT模块驱动不会同时出现高电平，有效保护IGBT模块的上下桥直通，即该电路的第一驱动光耦、第二驱动光耦、第一三极管和第二三极管实现IGBT模块的驱动，第一二极管和第二二极管不会同时导通从而实现IGBT模块门极驱动互锁保护，且具有电路简单、生产成本低、操作便捷、灵敏度高、工作性能稳定、保护效果好、适用性强等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子领域，尤其涉及一种小功率IGBT驱动互锁电路。
背景技术
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 绝缘栅双极型功率管是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力半导体器件。IGBT已经广泛的运用于变频器、开关电源、照明电路、牵引传动、新能源等领域。且IGBT器件还在不断的开拓新的应用领域，为高效节能、节材、工业自动化提供了新的天地。
因此，IGBT的驱动控制、保护在整个系统中承担了非常关键的角色。而IGBT同一桥臂上下的两个开关管任何情况下都不能同时导通工作，为了实现这一目的，现有技术中是采用时间设定的方法，在上桥关断信号后，下桥才能导通工作，反之，下桥关断信号后，上桥才能导通工作，否则就会损坏IGBT模块。另外的做法就是只在给定的信号上做互锁处理，但存在实际的IGBT模块由于参数的不同或外围电路的不同，虽然给了关断信号，但实际上IGBT模块并没有关断，就完全有可能出现上下桥直通的现象。
综合上述的描述，现有的隔离驱动光耦成本较高、并且不带保护，异常情况下IGBT模块容易出现损坏。
实用新型内容
针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种电路简单、使用安全、保护效果好及生产成本低的小功率IGBT驱动互锁电路，该电路通过带驱动互锁保护功能，通过两个二极管的作用实现IGBT模块的互锁。
为实现上述目的，本实用新型提供一种小功率IGBT驱动互锁电路，包括第一驱动光耦、第二驱动光耦、第一二极管、第二二极管和用于连接连接IGBT模块的第一三极管及第二三极管；
所述第一驱动光耦的输入端第一引脚通过第一电阻连接单片机低电平驱动信号，所述第一驱动光耦的输入端第二引脚通过第二电阻的一端连接单片机高电平驱动信号，且所述第二电阻的另一端与第一电阻连接，所述第一驱动光耦的输出端第四引脚分别连接第一三极管的发射极和基极，且所述第一三极管的集电极分别连接第一二极管的正极和IGBT模块的门极；
所述第二驱动光耦的输入端第一引脚通过第四电阻的一端连接单片机高电平驱动信号，所述第二驱动光耦的输入端第二引脚通过第三电阻连接单片机低电平驱动信号，且所述第四电阻的另一端与第三电阻连接，所述第二驱动光耦的输入出端第四引脚分别连接第二三极管的发射极和基极，且所述第二三极管的集电极分别连接第二二极管的正极和IGBT模块的门极；
所述第一驱动光耦的输出端第三引脚和第二驱动光耦的输出端第三引脚连接，所述第一二极管的负极连接第二三极管的基极，所述第二二极管的负极连接第一三极管的基极。
其中，所述电路还包括由第五电阻和第一电容并联形成的第一保护回路，所述第一驱动光耦的输入出端第四引脚通过第一保护回路分别连接第一三极管的发射极和基极。
其中，所述电路还包括由第九电阻和第二电容并联形成的第二保护回路，所述第二驱动光耦的输入出端第四引脚通过第二保护回路分别连接第二三极管的发射极和基极。
其中，所述第一三极管的集电极与第二三极管的集电极之间连接有串联的第七电阻和第八电阻，且所述第七电阻和第八电阻分别连接至第一驱动光耦的输出端第三引脚和第二驱动光耦的输出端第三引脚之间。
其中，所述第一保护回路通过第六电阻与第一三极管的发射极连接。
其中，所述第二保护回路通过第十电阻与第二三极管的发射极连接。
其中，所述第一三极管和第二三极管的电压均为5V。
其中，所述第一驱动光耦和第二驱动光耦的型号为TL181。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的小功率IGBT驱动互锁电路,通过第一驱动光耦和第二驱动光耦将单片机的驱动信号隔离，通过第一三极管和第二三极管驱动IGBT模块，通过第一二极管和第二二极管实现互锁，负责控制IGBT模块驱动不会同时出现高电平，有效保护IGBT模块的上下桥直通，即该电路的第一驱动光耦、第二驱动光耦、第一三极管和第二三极管实现IGBT模块的驱动，第一二极管和第二二极管不会同时导通从而实现IGBT模块门极驱动互锁保护。本实用新型具有电路简单、生产成本低、操作便捷、灵敏度高、工作性能稳定、保护效果好、适用性强等特点。
附图说明
图1为本实用新型的小功率IGBT驱动互锁电路的工作原理图；
图2为本实用新型第一应用例的波形图；
图3为本实用新型第二应用例的波形图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
请参阅图1，本实用新型的小功率IGBT驱动互锁电路，包括第一驱动光耦U1、第二驱动光耦U2、第一二极管D1、第二二极管D2和用于连接连接IGBT模块的第一三极管Q1及第二三极管Q2；第一驱动光耦U1的输入端第一引脚通过第一电阻R1连接单片机低电平驱动信号L，第一驱动光耦U1的输入端第二引脚通过第二电阻R2的一端连接单片机高电平驱动信号H，且第二电阻R2的另一端与第一电阻R1连接，第一驱动光耦U1的输出端第四引脚分别连接第一三极管Q1的发射极E和基极B，且第一三极管Q1的集电极C分别连接第一二极管D1的正极A和IGBT模块的门极；第二驱动光耦U2的输入端第一引脚通过第四电阻R4的一端连接单片机高电平驱动信号H，第二驱动光耦U2的输入端第二引脚通过第三电阻R3连接单片机低电平驱动信号L，且第四电阻R4的另一端与第三电阻R3连接，第二驱动光耦U2的输入出端第四引脚分别连接第二三极管Q2的发射极E和基极B，且第二三极管Q2的集电极C分别连接第二二极管D2的正极A和IGBT模块的门极；第一驱动光耦U1的输出端第三引脚和第二驱动光耦U2的输出端第三引脚连接，第一二极管D1的负极K连接第二三极管Q2的基极B，第二二极管D2的负极K连接第一三极管Q1的基极B，第一三极管Q1和第二三极管Q2的电压均为5V。
相较于现有技术的情况，本实用新型提供的小功率IGBT驱动互锁电路，通过第一驱动光耦U1和第二驱动光耦U2将单片机的驱动信号隔离，通过第一三极管Q1和第二三极管Q2驱动IGBT模块，通过第一二极管D1和第二二极管D2实现互锁，负责控制IGBT模块驱动不会同时出现高电平，有效保护IGBT模块的上下桥直通，即该电路的第一驱动光耦U1、第二驱动光耦U2、第一三极管Q1和第二三极管Q2实现IGBT模块的驱动，第一二极管D1和第二二极管D2不会同时导通从而实现IGBT模块门极驱动互锁保护。本实用新型具有电路简单、生产成本低、操作便捷、灵敏度高、工作性能稳定、保护效果好、适用性强等特点。
本电路的工作原理为：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4将单片机L、H高低电平驱动信号送至第一驱动光耦U1、第二驱动光耦U2上，当第一驱动光耦U1导通时第一三极管Q1将饱和导通，L1输出高电平驱动IGBT模块，L1为高电平，通过第一二极管D1将第二三极管Q2 的基极B点钳位为高电平，保证H1点为低电平输出，不驱动IGBT模块，该步骤为第一二极管D1导通，第二二极管D2不导通，保护IGBT模块的上桥开，下桥关；反之，当第二驱动光耦U2导通时第二三极管Q2将饱和导通，H1输出高电平驱动IGBT模块，H1为高电平，通过第二二极管D2将第一三极管Q1的基极B点钳位为高电平，保证L1点为低电平输出，不驱动IGBT模块，该步骤为第一二极管D1不导通，第一二极管D1导通，保护IGBT模块的下桥开，上桥关。
即第一二极管D1和第二二极管D2不同时导通，不管其中一个是低电平或高电平，另一个必定是与，其电平相反的，因此在驱动IGBT模块上下两个桥臂的时候，不会出现两个同时导通的情况，也不会出现短路，即使是在受到干扰的时候，也不会因为干扰出现同高或同低的现象，从而保护了IGBT模块。
在本实施例中，电路还包括由第五电阻R5和第一电容C1并联形成的第一保护回路, 由第九电阻R9和第二电容C2并联形成的第二保护回路，第一驱动光耦U1的输入出端第四引脚通过第一保护回路分别连接第一三极管Q1的发射极E和基极B，且第一保护回路通过第六电阻R6与第一三极管Q1的发射极E连接,第二驱动光耦U2的输入出端第四引脚通过第二保护回路分别连接第二三极管Q2的发射极E和基极B, 第二保护回路通过第十电阻R10与第二三极管Q2的发射极E连接。通过第一保护回路和第二保护回路可有效的保护三极管和驱动光耦。
在本实施例中，第一三极管Q1的集电极C与第二三极管Q2的集电极C之间连接有串联的第七电阻R7和第八电阻R8，且第七电阻R7和第八电阻R8分别连接至第一驱动光耦U1的输出端第三引脚和第二驱动光耦U2的输出端第三引脚之间。第七电阻R7和第八电阻R8在该电路中起到限流保护作用。
在本实施例中，第一驱动光耦U1和第二驱动光耦U2的型号为TL181。当然，该驱动光耦的型号并不局限于TL181，还可以是TLP190或TLP191等，如果是对驱动光耦的型号的改变，那么也可以了解为是对本实用新型的简单变形或变换，均落入本实用新型的保护范围内。
请进一步参阅图2-3，从图2中可以显示该小功率IGBT驱动互锁电路具有较好的延时响应，从图3中可以显示该小功率IGBT驱动互锁电路，实现驱动互锁功能，保护IGBT模块。
应用例一，小功率IGBT驱动互锁电路运用于AC60E变频器系列上，故障率0.2%，良好可靠运行，相对传统光耦驱动电路（如W314光耦）故障率要低5.3%。
应用例二，小功率IGBT驱动互锁电路运用设计方案中，相对传统驱动光耦成本要低很多，可节省小功率变频系统整体成本的3%。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种小功率IGBT驱动互锁电路，其特征在于，包括第一驱动光耦、第二驱动光耦、第一二极管、第二二极管和用于连接连接IGBT模块的第一三极管及第二三极管；
所述第一驱动光耦的输入端第一引脚通过第一电阻连接单片机低电平驱动信号，所述第一驱动光耦的输入端第二引脚通过第二电阻的一端连接单片机高电平驱动信号，且所述第二电阻的另一端与第一电阻连接，所述第一驱动光耦的输出端第四引脚分别连接第一三极管的发射极和基极，且所述第一三极管的集电极分别连接第一二极管的正极和IGBT模块的门极；
所述第二驱动光耦的输入端第一引脚通过第四电阻的一端连接单片机高电平驱动信号，所述第二驱动光耦的输入端第二引脚通过第三电阻连接单片机低电平驱动信号，且所述第四电阻的另一端与第三电阻连接，所述第二驱动光耦的输入出端第四引脚分别连接第二三极管的发射极和基极，且所述第二三极管的集电极分别连接第二二极管的正极和IGBT模块的门极；
所述第一驱动光耦的输出端第三引脚和第二驱动光耦的输出端第三引脚连接，所述第一二极管的负极连接第二三极管的基极，所述第二二极管的负极连接第一三极管的基极。
2.根据权利要求1所述的小功率IGBT驱动互锁电路，其特征在于，所述电路还包括由第五电阻和第一电容并联形成的第一保护回路，所述第一驱动光耦的输入出端第四引脚通过第一保护回路分别连接第一三极管的发射极和基极。
3.根据权利要求1所述的小功率IGBT驱动互锁电路，其特征在于，所述电路还包括由第九电阻和第二电容并联形成的第二保护回路，所述第二驱动光耦的输入出端第四引脚通过第二保护回路分别连接第二三极管的发射极和基极。
4.根据权利要求1所述的小功率IGBT驱动互锁电路，其特征在于，所述第一三极管的集电极与第二三极管的集电极之间连接有串联的第七电阻和第八电阻，且所述第七电阻和第八电阻分别连接至第一驱动光耦的输出端第三引脚和第二驱动光耦的输出端第三引脚之间。
5.根据权利要求2所述的小功率IGBT驱动互锁电路，其特征在于，所述第一保护回路通过第六电阻与第一三极管的发射极连接。
6.根据权利要求3所述的小功率IGBT驱动互锁电路，其特征在于，所述第二保护回路通过第十电阻与第二三极管的发射极连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的小功率IGBT驱动互锁电路，其特征在于，所述第一三极管和第二三极管的电压均为5V。
8.根据权利要求7所述的小功率IGBT驱动互锁电路，其特征在于，所述第一驱动光耦和第二驱动光耦的型号为TL181。
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN103595238A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-02-19 | 深圳市伟创电气有限公司 | 小功率igbt驱动互锁电路 |
| CN105116184A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-02 | 江苏中科君芯科技有限公司 | Igbt的动态测试闩锁保护电路 |
| CN108233903A (zh) * | 2016-12-14 | 2018-06-29 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种机载高压变频器igbt抗扰驱动电路 |
| CN111313877A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-19 | 苏州思道尔新能源科技有限公司 | 一种驱动及保护分励线圈电路 |
| CN112054791A (zh) * | 2019-06-06 | 2020-12-08 | 台达电子工业股份有限公司 | 混合驱动电路 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103595238A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-02-19 | 深圳市伟创电气有限公司 | 小功率igbt驱动互锁电路 |
| CN105116184A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-02 | 江苏中科君芯科技有限公司 | Igbt的动态测试闩锁保护电路 |
| CN105116184B (zh) * | 2015-09-18 | 2017-10-13 | 江苏中科君芯科技有限公司 | Igbt的动态测试闩锁保护电路 |
| CN108233903A (zh) * | 2016-12-14 | 2018-06-29 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种机载高压变频器igbt抗扰驱动电路 |
| CN112054791A (zh) * | 2019-06-06 | 2020-12-08 | 台达电子工业股份有限公司 | 混合驱动电路 |
| CN112054791B (zh) * | 2019-06-06 | 2023-11-21 | 台达电子工业股份有限公司 | 混合驱动电路 |
| CN111313877A (zh) * | 2020-03-11 | 2020-06-19 | 苏州思道尔新能源科技有限公司 | 一种驱动及保护分励线圈电路 |
| CN111313877B (zh) * | 2020-03-11 | 2023-06-09 | 苏州思道尔新能源科技有限公司 | 一种驱动及保护分励线圈电路 |
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