CN204993289U - Igbt驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种IGBT驱动电路，包括PWM信号输入单元、故障反馈信号输出单元、光耦驱动单元、退饱和过流检测单元、驱动功率放大单元、消除故障误报单元和门极电阻及驱动输出单元。本实用新型电路结构简单，所需电子元器件较少，体积较小，成本较低；电路中的二极管D1、二极管D2、电阻R3和光耦隔离驱动芯片U1组成的电路，带IGBT退饱和短路保护功能，能够防止IGBT短路早上的损坏，保护功能强大；光耦隔离驱动芯片U1带欠压保护功能，当+15V电源和-10V电源电压过低的时候能够封锁PWM，保证IGBT开通和关断正常。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种IGBT驱动电路。
背景技术
目前IGBT技术广泛的应用于电力电子行业的各个领域，IGBT的驱动设计直接关系到整个系统的稳定性，所以对驱动设计要求也比较高。市场上常见的IGBT驱动有的不带退饱和保护功能；有带退饱和保护功能但是容易引起误报故障，整个系统的稳定性不好；或者是直接购买专门生产厂家生产的驱动模块，但是成本相对较高，性价比稍差。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种带有退饱和保护功能的IGBT驱动电路。
为达到上述目的，本实用新型所述一种IGBT驱动电路，包括PWM信号输入单元、故障反馈信号输出单元、光耦驱动单元、退饱和过流检测单元、驱动功率放大单元、消除故障误报单元和门极电阻及驱动输出单元，其中；
PWM信号输入单元，用于向光耦驱动单元发出能控制IGBT开闭的PWM信号；
退饱和过流检测单元，用于采集IGBT的集电极电压信号，并将采集到的电压信号发送给光耦驱动单元；
光耦驱动单元，用于接收退饱和过流检测单元发来的电压信号并做出判断结果，根据判断结果向驱动功率放大单元发出控制指令；
当判断结果为退饱或过流状态时，光耦驱动单元封锁PWM信号；
当判断结果为正常状态时，光耦驱动单元向驱动功率放大单元发出PWM信号并向驱动功率放大单元发出信号放大指令；同时向故障反馈信号输出单元发出故障确认信号；
驱动功率放大单元，接收信号放大指令并对PWM信号做出放大处理后向门极电阻及驱动输出单元发出；
门极电阻及驱动输出单元，采集IGBT的门极和发射极的电压信号，并与放大处理后的PWM信号进行比较得到比较结果，根据比较结果控制IGBT开闭速度；
故障反馈信号输出单元，获得故障确认信号并输出。
优选地，所述PWM信号输入单元包括第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5和第二三极管T2；所述故障反馈信号输出单元包括第九电阻、第十电阻和第三三极管；所述光耦驱动单元包括光耦隔离驱动芯片；所述退饱和过流检测单元包括第三电阻、第一二极管和第二二极管；所述驱动功率放大单元包括第六电阻、第七电阻、第一MOS管和第二MOS管；所述消除故障误报单元包括第一电容、第二电阻和第三MOS管；所述门极电阻及驱动输出单元包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第四MOS管，其中，
第四电阻的一端接PWM信号端，另一端接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极接第一电阻，并与光耦隔离驱动芯片的两个CATHODE端连接；第一电阻的另一端接5V电源；第五电阻的一端接5V电源，另一端接光耦隔离驱动芯片的ANODE端；
第十电阻的一端接故障信号端，另一端接第三三极管的集电极；第九电阻的一端接5V电源，另一端接第三三极管的集电极；第三三极管的发射极接地，基极接光耦隔离驱动芯片的FAULT端；
光耦隔离驱动芯片的两个接地端接地，光耦隔离驱动芯片的电压端接5V电源；
第二二极管的阴极接IGBT的集电极，阳极接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极接第三电阻，第三电阻的另一端接光耦隔离驱动芯片的DESAT端；
第六电阻的一端接光耦隔离驱动芯片的第一输出端，另一端接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极接15V电源，漏极接第十一电阻；第七电阻的一端接光耦隔离驱动芯片的第二输出端，另一端接第二MOS管的栅极，第二MOS管的源极接第十二电阻，漏极接-10V电源；
第一电容的一端接光耦隔离驱动芯片的DESAT端，另一端接地；第二电阻的一端接光耦隔离驱动芯片的DESAT端，另一端接第三MOS管的漏极，第三MOS管的源极接地，栅极接第一MOS管的栅极；
第十一电阻和第十二电阻的另一端均接IGBT的门极；第十三电阻的一端接IGBT的门极，另一端接第四MOS管的漏极，第四MOS管的栅极接光耦隔离驱动芯片的VGMOS端，源极接-10V电源；第十四电阻的一端接IGBT的门极，另一端接地同时接IGBT的发射极。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型电路结构简单，所需电子元器件较少，体积较小，成本较低；电路中的二极管D1、二极管D2、电阻R3和光耦隔离驱动芯片U1组成的电路，带IGBT退饱和短路保护功能，能够防止IGBT短路早上的损坏，保护功能强大；光耦隔离驱动芯片U1带欠压保护功能，当+15V电源和-10V电源电压过低的时候能够封锁PWM，保证IGBT开通和关断正常；电阻R13和NMOS管T4能够保证在有故障的情况下IGBT处于关断状态，方式IGBT的误开通导致的短路等情况发生。电容C1、电阻R2和NMOS管T1组成的电路具有防止误报IGBT短路保护的功能，能跟有效的保证IGBT正常稳定的运行。
附图说明
图1是本实用新型实施例所述IGBT驱动电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。
如图1所示为本实施例所述一种IGBT驱动电路，包括PWM信号输入单元1、故障反馈信号输出单元2、光耦驱动单元3、退饱和过流检测单元4、驱动功率放大单元5、消除故障误报单元6和门极电阻及驱动输出单元7，其中；
PWM信号输入单元，用于将外部不同电压等级的PWM信号转变为可相应产品能识别的PWM信号，并向光耦驱动单元发出；
退饱和过流检测单元，用于采集IGBT的集电极电压信号，并将采集到的电压信号发送给光耦驱动单元；
光耦驱动单元，用于接收退饱和过流检测单元发来的电压信号并做出判断结果，根据判断结果向驱动功率放大单元发出控制指令；
当判断结果为退饱或过流状态时，光耦驱动单元封锁PWM信号；
当判断结果为正常状态时，光耦驱动单元向驱动功率放大单元发出PWM信号并向驱动功率放大单元发出信号放大指令；同时向故障反馈信号输出单元发出故障确认信号；
驱动功率放大单元，接收信号放大指令并对PWM信号做出放大处理后向门极电阻及驱动输出单元发出；
门极电阻及驱动输出单元，采集IGBT的门极和发射极的电压信号，并与放大处理后的PWM信号进行比较得到比较结果，根据比较结果控制IGBT开闭速度；
故障反馈信号输出单元，获得故障确认信号并输出。
对每个单元做出进一步的说明，所述PWM信号输入单元包括第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5和第二三极管T2；所述故障反馈信号输出单元包括第九电阻R9、第十电阻R10和第三三极管T3；所述光耦驱动单元包括光耦隔离驱动芯片U1；所述退饱和过流检测单元包括第三电阻R3、第一二极管D1和第二二极管D2；所述驱动功率放大单元包括第六电阻R6、第七电阻R7、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2；所述消除故障误报单元包括第一电容C1、第二电阻R2和第三MOS管T1；所述门极电阻及驱动输出单元包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第四MOS管T4，其中，
第四电阻的一端接PWM信号端，另一端接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极接第一电阻，并与光耦隔离驱动芯片的两个CATHODE端连接；第一电阻的另一端接5V电源；第五电阻的一端接5V电源，另一端接光耦隔离驱动芯片的ANODE端；
第十电阻的一端接故障信号端，另一端接第三三极管的集电极；第九电阻的一端接5V电源，另一端接第三三极管的集电极；第三三极管的发射极接地，基极接光耦隔离驱动芯片的FAULT端；
光耦隔离驱动芯片的两个接地端接地，光耦隔离驱动芯片的电压端接5V电源；
第二二极管的阴极接IGBT的集电极，阳极接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极接第三电阻，第三电阻的另一端接光耦隔离驱动芯片的DESAT端；
第六电阻的一端接光耦隔离驱动芯片的第一输出端，另一端接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极接15V电源，漏极接第十一电阻；第七电阻的一端接光耦隔离驱动芯片的第二输出端，另一端接第二MOS管的栅极，第二MOS管的源极接第十二电阻，漏极接-10V电源；
第一电容的一端接光耦隔离驱动芯片的DESAT端，另一端接地；第二电阻的一端接光耦隔离驱动芯片的DESAT端，另一端接第三MOS管的漏极，第三MOS管的源极接地，栅极接第一MOS管的栅极；
第十一电阻和第十二电阻的另一端均接IGBT的门极；第十三电阻的一端接IGBT的门极，另一端接第四MOS管的漏极，第四MOS管的栅极接光耦隔离驱动芯片的VGMOS端，源极接-10V电源；第十四电阻的一端接IGBT的门极，另一端接地同时接IGBT的发射极。
以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种IGBT驱动电路，其特征在于，包括PWM信号输入单元、故障反馈信号输出单元、光耦驱动单元、退饱和过流检测单元、驱动功率放大单元、消除故障误报单元和门极电阻及驱动输出单元，其中；
PWM信号输入单元，用于向光耦驱动单元发出能控制IGBT开闭的PWM信号；
退饱和过流检测单元，用于采集IGBT的集电极电压信号，并将采集到的电压信号发送给光耦驱动单元；
光耦驱动单元，用于接收退饱和过流检测单元发来的电压信号并做出判断结果，根据判断结果向驱动功率放大单元发出控制指令；
当判断结果为退饱或过流状态时，光耦驱动单元封锁PWM信号；
当判断结果为正常状态时，光耦驱动单元向驱动功率放大单元发出PWM信号并向驱动功率放大单元发出信号放大指令；同时向故障反馈信号输出单元发出故障确认信号；
驱动功率放大单元，接收信号放大指令并对PWM信号做出放大处理后向门极电阻及驱动输出单元发出；
门极电阻及驱动输出单元，采集IGBT的门极和发射极的电压信号，并与放大处理后的PWM信号进行比较得到比较结果，根据比较结果控制IGBT开闭速度；
故障反馈信号输出单元，获得故障确认信号并输出。
2.根据权利要求1所述的IGBT驱动电路，其特征在于，所述PWM信号输入单元包括第一电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5和第二三极管T2；所述故障反馈信号输出单元包括第九电阻、第十电阻和第三三极管；所述光耦驱动单元包括光耦隔离驱动芯片；所述退饱和过流检测单元包括第三电阻、第一二极管和第二二极管；所述驱动功率放大单元包括第六电阻、第七电阻、第一MOS管和第二MOS管；所述消除故障误报单元包括第一电容、第二电阻和第三MOS管；所述门极电阻及驱动输出单元包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第四MOS管，其中，
第四电阻的一端接PWM信号端，另一端接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极接第一电阻，并与光耦隔离驱动芯片的两个CATHODE端连接；第一电阻的另一端接5V电源；第五电阻的一端接5V电源，另一端接光耦隔离驱动芯片的ANODE端；
第十电阻的一端接故障信号端，另一端接第三三极管的集电极；第九电阻的一端接5V电源，另一端接第三三极管的集电极；第三三极管的发射极接地，基极接光耦隔离驱动芯片的FAULT端；
光耦隔离驱动芯片的两个接地端接地，光耦隔离驱动芯片的电压端接5V电源；
第二二极管的阴极接IGBT的集电极，阳极接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极接第三电阻，第三电阻的另一端接光耦隔离驱动芯片的DESAT端；
第六电阻的一端接光耦隔离驱动芯片的第一输出端，另一端接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极接15V电源，漏极接第十一电阻；第七电阻的一端接光耦隔离驱动芯片的第二输出端，另一端接第二MOS管的栅极，第二MOS管的源极接第十二电阻，漏极接-10V电源；
第一电容的一端接光耦隔离驱动芯片的DESAT端，另一端接地；第二电阻的一端接光耦隔离驱动芯片的DESAT端，另一端接第三MOS管的漏极，第三MOS管的源极接地，栅极接第一MOS管的栅极；
第十一电阻和第十二电阻的另一端均接IGBT的门极；第十三电阻的一端接IGBT的门极，另一端接第四MOS管的漏极，第四MOS管的栅极接光耦隔离驱动芯片的VGMOS端，源极接-10V电源；第十四电阻的一端接IGBT的门极，另一端接地同时接IGBT的发射极。
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