CN203747633U - 一种igbt驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于变频器技术领域，提供了一种IGBT驱动电路，其特征在于，该驱动电路包括以下电路：斯密特触发电路、Flyback电路、SPWM信号接收电路、信号变换电路、工作模式选择电路、过压和欠压保护电路、过流保护电路、推挽输出电路、整流电路、三端稳压电路。本实用新型的优点在于很好的解决了技术人员在应用中的苦恼，此电路可以驱动一个IGBT，也可以驱动多个并联IGBT组，独立变压器供电，大功率晶体管并联使用，驱动能力强，选用光纤传输SPWM信号，不仅强弱电隔离安全，而且抗干扰能力非常优秀，电路功能完善，但元件并不多，整体小巧而精悍。

Description

一种IGBT驱动电路

技术领域

本实用新型属于变频器技术领域，涉及一种IGBT驱动电路，主要涉及的是通用变频调速器、矿用变频调速器、中压变频调速器等逆变器场合大量使用的IGBT驱动技术。

背景技术

电力电子技术在当今急需节能降耗的工业领域里起到了不可替代的作用;而IGBT在诸如变频器、逆变电源、大功率开关电源等电力电子技术的能量变换与管理应用中，越来越成为各种主回路的首选功率开关器件，因此如何安全可靠地驱动IGBT工作，也成为越来越多的设计工程师面临急需解决的课题。在使用IGBT构成的各种主回路之中，大功率IGBT驱动电路起到弱电控制强电的终端界面(接口)作用。因其重要性，所以可以将该电路看成是一个相对独立的“子系统”来研究、开发及设计，大功率IGBT驱动电路一直伴随IGBT技术的发展而发展，现在市场上流行着很多种类非常成熟的大功率IGBT驱动保护电路专用产品，成为大多数设计工程师的首选;也有许多的工程师根据其电路的特殊要求，自行研制出各种专用的大功率IGBT驱动保护电路。本发明给出了一种较为完善的驱动保护电路。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种全新的IGBT驱动电路，可以很好的满足高压大功率逆变器大容量IGBT的驱动及保护。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种IGBT驱动电路，其特征在于，该驱动电路包括以下电路：

斯密特触发电路，所述的斯密特触发电路负责产生一个频率方波驱动电路；

Flyback电路，所述的Flyback电路电连接在斯密特触发电路上并用于提供驱动电路所需要的15V电压，并且将强弱电压隔离开来；

SPWM信号接收电路，所述的SPWM信号接收电路用于接收主控系统发送过来的SPWM信号；

信号变换电路，所述的信号变换电路负责信号的高低电平转换、晶体管的开通与关断切换，单路电源实现正负驱动输出以及保护信号的引入；

工作模式选择电路，SPWM信号接收电路、信号变换电路以及工作模式选择电路电连接成整体接口逻辑控制，所述的工作模式选择电路用于负责调整输入信号的作用并实现了高通或者低通的转换。

过压和欠压保护电路，所述的过压和欠压保护电路连接在接口逻辑控制上并负责实时监控IGBT驱动电源电压并保护IGBT，

过流保护电路，所述的过流保护电路连接在接口逻辑控制上并负责时刻监测IGBT的VCE电压值并保护IGBT；

推挽输出电路，所述的推挽输出电路电连接在过流保护电路上并负责输出驱动IGBT门极电压，包括关断电压；

整流电路，所述的整流电路电连接在Flyback电路上并用于对电压进行进行整流，

三端稳压电路，所述的三端稳压电路电连接在整流电路上负责将Flyback电路输出的15V电源转化为5V电源供驱动电路芯片工作使用。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于很好的解决了技术人员在应用中的苦恼，此电路可以驱动一个IGBT，也可以驱动多个并联IGBT组，独立变压器供电，大功率晶体管并联使用，驱动能力强，选用光纤传输SPWM信号，不仅强弱电隔离安全，而且抗干扰能力非常优秀，电路功能完善，但元件并不多，整体小巧而精悍。

附图说明

图1是本实用新型的原理方框图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

图中，斯密特触发电路1；Flyback电路2；SPWM信号接收电路3；信号变换电路4；工作模式选择电路5；过压和欠压保护电路6；过流保护电路7；推挽输出电路8；整流电路9；三端稳压电路10。

如图1所示，本IGBT驱动电路采用了如光纤信号传输技术，变压器隔离技术，电源转化技术，信号变换技术及VCE电压监测技术等一系列先进技术，其中，控制柜为高压变频器的大脑，合闸、分闸、运行、停止、电压电流检测、输出电压、频率等都是由其控制，该驱动电路包括以下电路：

斯密特触发电路1，斯密特触发电路1负责产生一个频率方波驱动电路，驱动电源专用MOS管的开通与关断。

Flyback电路2电连接在斯密特触发电路1上并用于提供驱动电路所需要的15V电压，并且将强弱电压隔离开来，且负责将强弱电压隔离开来，故我们选用了环形变压器作为隔离转换元件，隔离效果非常优秀。

SPWM信号接收电路3用于接收主控系统发送过来的SPWM信号，因为采用光纤传输信号，所以驱动电路的信号延迟小于200ns，抗干扰效果良好。光纤技术的引入使得主控系统与驱动电路没有任何电气连接，真正做到了安全可靠。

信号变换电路4负责信号的高低电平转换、晶体管的开通与关断切换，单路电源实现正负驱动输出以及保护信号的引入等。

工作模式选择电路5，SPWM信号接收电路3、信号变换电路4以及工作模式选择电路5电连接成整体接口逻辑控制，工作模式选择电路5用于负责调整输入信号的作用并实现了高通或者低通的转换，因为每个工程师设计的主控系统都不尽相同，有的输出“低”，对应IGBT开通，有的输出“高”，对应IGBT开通，本发明所涉及的驱动电路，通过工作模式转换电路很方便的实现了“高通”或者“低通”的转换，从而使设计者无需担心驱动电路与其主控系统的不兼容问题。

过压和欠压保护电路6连接在接口逻辑控制上并负责实时监控IGBT驱动电源电压并保护IGBT，过压保护电路负责将外界提供的15V直流电压做一稳压处理，防止输入电压过高，从而推高驱动电路的输出电压，损坏IGBT门极，欠压保护电路负责实时监控IGBT驱动电源电压，因为驱动电压过低会使IGBT开通过程变长甚至使IGBT进入放大区，那么就会使IGBT功耗激增，发热量激增，从而烧毁IGBT。当电源电压低于电路设定的下限值时，驱动电路关断输出且输出报警信号，通过光纤传输给主控系统，主控系统即刻关断所有SPWM信号输出，起到保护IGBT的作用。

过流保护电路7连接在接口逻辑控制上并负责时刻监测IGBT的VCE电压值并保护IGBT，当IGBT出现过流、或输出短路、桥臂“直通”等情况时，VCE电压值超过驱动电路设定值时，新型驱动电路及时封锁输出，再将故障信号发送至主控系统，做进一步的保护处理。

推挽输出电路8电连接在过流保护电路7上并负责输出驱动IGBT门极电压，包括关断电压，选取了4只NPN三极管和4只PNP三极管，在信号变换电路4的控制下，巧妙的实现了由单路电源变为正负门极驱动输出。每只三极管有9A的额定电流，两管并联，驱动脉冲输出电流可达15A，驱动IGBT的能力极强。

整流电路9电连接在Flyback电路2上并用于对电压进行进行整流，三端稳压电路10电连接在整流电路9上负责将Flyback电路2输出的15V电源转化为5V电源供驱动电路芯片工作使用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神所定义的范围。

Claims (1)

1.一种IGBT驱动电路，其特征在于，该驱动电路包括以下电路：

斯密特触发电路，所述的斯密特触发电路负责产生一个频率方波驱动电路；

Flyback电路，所述的Flyback电路电连接在斯密特触发电路上并用于提供驱动电路所需要的15V电压，并且将强弱电压隔离开来；

SPWM信号接收电路，所述的SPWM信号接收电路用于接收主控系统发送过来的SPWM信号；

信号变换电路，所述的信号变换电路负责信号的高低电平转换、晶体管的开通与关断切换，单路电源实现正负驱动输出以及保护信号的引入；

工作模式选择电路，SPWM信号接收电路、信号变换电路以及工作模式选择电路电连接成整体接口逻辑控制，所述的工作模式选择电路用于负责调整输入信号的作用并实现了高通或者低通的转换。

过压和欠压保护电路，所述的过压和欠压保护电路连接在接口逻辑控制上并负责实时监控IGBT驱动电源电压并保护IGBT，

过流保护电路，所述的过流保护电路连接在接口逻辑控制上并负责时刻监测IGBT的VCE电压值并保护IGBT；

推挽输出电路，所述的推挽输出电路电连接在过流保护电路上并负责输出驱动IGBT门极电压，包括关断电压；

整流电路，所述的整流电路电连接在Flyback电路上并用于对电压进行进行整流，

三端稳压电路，所述的三端稳压电路电连接在整流电路上负责将Flyback电路输出的15V电源转化为5V电源供驱动电路芯片工作使用。