CN205901576U - Igbt驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种IGBT驱动电路，解决了短路检测精度不高的问题，其技术方案要点是包括用于驱动IGBT运行的驱使电路，还包括：短路检测电路，耦接于IGBT以检测IGBT的集电极电压大小变化并输出检测信号；滤波电路，用于过滤检测信号中的干扰波形；控制电路还包括判断电路，判断电路耦接于短路检测电路以接收检测信号并判断IGBT集电极电压是否急剧升高以输出短路信号。IGBT由驱使电路进行驱动运行，当IGBT处于正常状态时，集电极的电压不升高，当IGBT短路时，短路检测电路检测到IGBT集电极的电压急剧上升并输出检测信号，滤波电路对短路检测电路中的电压进行过滤，使判断电路接收到的检测信号更加准确，提高对IGBT短路检测的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及IGBT电路领域，特别涉及一种IGBT驱动电路。
背景技术
IGBT是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 其驱动功率小而饱和压降低，适用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域，在变频器中通过驱动芯片来驱动IGBT运行。
目前，申请号为CN201320706737.6的中国专利公开了一种IGBT管短路保护检测电路，它包括连接在IGBT集电极的检测电阻，检测电阻的另一端连接在比较器的正相输入端，在检测电阻与比较器连接通路上依次设置开关二极管和充电电容，其中充电电容另一端接地，开关二极管另一端连接15V电源。这种电路虽然结构简单，但对IGBT的短路检测精度不高，使检测结果存在误差。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种提高短路检测精度的IGBT驱动电路。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种IGBT驱动电路，包括用于驱动IGBT运行的驱使电路，还包括：
短路检测电路，耦接于IGBT以检测IGBT的集电极电压大小变化并输出检测信号；
滤波电路，用于过滤检测信号中的干扰波形；
判断电路，所述判断电路耦接于短路检测电路以接收检测信号并判断IGBT集电极电压是否急剧升高以输出短路信号。
通过上述技术方案，IGBT由驱使电路进行驱动运行，当IGBT处于正常状态时，集电极的电压不升高，当IGBT短路时，短路检测电路检测到IGBT集电极的电压急剧上升并输出检测信号，滤波电路对短路检测电路中的电压进行过滤，使判断电路接收到的检测信号更加准确，提高对IGBT短路检测的精度。
优选的，所述滤波电路包括第三二极管、第四二极管和第六电容，所述第三二极管的阴极耦接于短路检测电路，所述第三二极管的阳极耦接于第四二极管的阴极，所述第四二极管的阳极耦接于第六电容，所述第六电容的另一端耦接于短路检测电路，所述第六电容和短路检测电路的连接点耦接于第三二极管和第四二极管的连接点。
通过上述技术方案，第六电容对短路检测电路检测到的IGBT集电极电压进行滤波，去除其中的干扰波形，提高短路检测电路输出的检测信号精度。
优选的，所述短路检测电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第二二极管，所述第五电阻耦接于判断电路，所述第五电阻的另一端耦接于第三二极管，所述第六电阻耦接于第五电阻和第三二极管的连接点，所述第六电阻的另一端耦接于第四二极管和第六电容的连接点，所述第九电阻耦接于第六电容，所述第九电阻的另一端耦接于第八电阻，所述第七电阻耦接于第九电阻和第八电阻的连接点，所述第七电阻的另一端耦接于第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极耦接于IGBT。
通过上述技术方案，第五电阻和第六电阻组成一个分压电路，对检测到的IGBT集电极电压进行分压处理，减小最后到达判断电路的电压，避免电压过大，烧坏判断电路中的元器件。
优选的，所述判断电路包括第十五电阻、第十六电阻和第一比较器，所述第一比较器的反相输入端耦接于短路检测电路以接收检测信号，所述第十五电阻耦接于电源电压，所述第十五电阻的另一端耦接于第一比较器的同相输入端，所述第十六电阻耦接于第十五电阻和第一比较器的连接点，所述第十六电阻的另一端接地，所述第一比较器的输出端输出短路信号。
通过上述技术方案，判断电路中的短路检测电路将输出的检测信号输送到判断电路中第一比较器的反相输入端，使检测信号与第一比较器设定的基准值进行比较，提高对IGBT集电极电压大小的检测精度。
优选的，还包括隔离开关电路，所述隔离开关电路耦接于判断电路以接收短路信号并响应于短路信号以输出短路故障信号。
通过上述技术方案，隔离开关电路实现了接收短路信号和输出短路故障信号上的电气分离，当判断电路这边的电路发生故障后，不会影响到另一边电路中的元器件运行，能避免两个电路中元器件同时损毁，减小损失。
优选的，所述隔离开关电路为包括光耦合器的光电隔离电路。
通过上述技术方案，光耦合器的内部结构简单，且由于是采用发光来导通电路，反应速度快，能及时发出短路故障信号，抗干扰能力强。
优选的，所述隔离开关电路为包括干簧管继电器的电磁隔离电路。
通过上述技术方案，电磁隔离受温度变化的影响小，对电路的稳定性高。
附图说明
图1为实施例一的电路原理图；
图2为实施例一的驱使电路和判断电路原理图；
图3为实施例三的判断电路原理图；
图4为实施例一光电隔离的隔离开关电路原理图；
图5为实施例二电磁隔离的隔离开关原理图。
附图标记：1、控制电路；2、短路检测电路；3、电源电路；4、滤波电路；5、IGBT；C1、第一电解电容；C2、第二电解电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；C6、第六电容；C7、第七电容；C8、第八电容；SC、短路故障信号；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；R10、第十电阻；R11、第十一电阻；R12、第十二电阻；R13、第十三电阻；R14、第十四电阻；R15、第十五电阻；R16、第十六电阻；ZD、稳压二极管；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；Q1、第一三极管；Q2、第二三极管；Q3、第三三极管；OC、光耦合器；N1、第一比较器；K、干簧管继电器；V5、检测信号；V4、短路信号。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
实施例一：
如图1所示，本实施例公开的一种IGBT驱动电路，包括电源电路3、控制电路1、短路检测电路2、滤波电路4、IGBT5和隔离开关电路，其中，控制电路1包括驱动IGBT5运行的驱使电路和判断电路，电源电路3为短路检测电路2、滤波电路4和隔离开关电路供电，短路检测电路2检测IGBT5集电极的电压大小并输出检测信号V5，滤波电路4对接收到的检测信号V5进行滤波，判断电路接收滤波后的检测信号V5并输出短路信号V4至隔离开关电路，隔离开关电路接收短路信号V4并输出短路故障信号SC。
如图1所示，电源电路3包括稳压二极管ZD、第一电阻R1、第一二极管D1、第一电解电容C1、第二电解电容C2和第三电容C3，第一二极管D1的阳极耦接于电压V+，第一二极管D1的阴极耦接于第一电解电容C1的阳极, 第一电解电容C1的阴极耦接于电压V-，第三电容C3耦接于第一二极管D1和第一电解电容C1的连接点，第三电容C3的另一端耦接于电压V-，第一电阻R1耦接于第一二极管D1和第一电解电容C1的连接点，第一电阻R1的另一端耦接于稳压二极管ZD的阴极，稳压二极管ZD的阳极耦接于电压V-，第二电解电容C2的阳极耦接于第一电阻R1和稳压二极管ZD的连接点，第二电解电容C2的阴极耦接于电压V-，第一电阻R1和稳压二极管ZD的连接点耦接于IGBT5的EWN引脚。
如图1和图2所示，控制电路1为型号PC929的驱动芯片，其中1脚耦接有第二电阻R2，第二电阻R2的另一端耦接于PW-， 1脚和第二电阻R2的连接点耦接有第三电阻R3，第三电阻R3的另一端耦接于PW+，2脚耦接有第四电容C4，第四电容C4的另一端耦接于PW+，2脚和第四电容C4的连接点耦接于1脚和第二电阻R2的连接点，3脚耦接于PW+，4脚、5脚、6脚和7脚悬空。12脚耦接于13脚，12脚和13脚的连接点耦接于第一二极管D1和第一电解电容C1的连接点，10脚耦接于14脚，10脚和14脚的连接点耦接于电压V-，8脚耦接于隔离开关电路。
如图1和图2所示，短路检测电路2包括第二二极管D2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9，驱动芯片的9脚耦接于第五电阻R5，第五电阻R5的另一端耦接于第六电阻R6，第六电阻R6的另一端耦接于电压V-，第三二极管D3的阳极耦接于第五电阻R5和第六电阻R6的连接点，第三二极管D3的阴极耦接于第四二极管D4的阳极，第四二极管D4的阳极耦接于电压V-，第六电容C6耦接于电压V-，第六电容C6的另一端耦接于第三二极管D3和第四二极管D4的连接点，第九电阻R9耦接于第三二极管D3和第四二极管D4的连接点，第九电阻R9的另一端耦接于第八电阻R8，第八电阻R8的另一端耦接于第一二极管D1和第一电解电容C1的连接点，第七电阻R7耦接于第八电阻R8和第九电阻R9的连接点，第七电阻R7的另一端耦接于第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极耦接于IGBT5的EWP引脚。
如图1所示，IGBT驱动电路还包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第四电阻R4和第十电阻R10，第一三极管Q1的基极耦接于第二三极管Q2的基极，第一三极管Q1的发射极耦接于第二三极管Q2的发射极，第一三极管Q1基极和第二三极管Q2基极的连接点耦接于第四电阻R4，第四电阻R4的另一端耦接于驱动芯片的11脚，第一三极管Q1的集电极耦接于第一二极管D1和第一电解电容C1的连接点，第二三极管Q2的集电极耦接于电压V-，第十电阻R10耦接于第一三极管Q1发射极和第二三极管Q2发射极的连接点，第十电阻R10的另一端耦接于IGBT5的另一端GWN引脚。
如图1、图2和图4所示，隔离开关电路包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第七电容C7、光耦合器OC和第五电容C5，驱动芯片的8脚耦接于第十二电阻R12，第十二电阻R12的另一端耦接于第十一电阻R11，第十一电阻R11的另一端耦接于第一二极管D1和第一电解电容C1的连接点，第七电容C7耦接于第十二电阻R12和驱动芯片8脚的连接点，第七电容C7的另一端耦接于第十二电阻R12和第十一电阻R11的连接点，光耦合器OC的1脚耦接于第十二电阻R12和第十一电阻R11的连接点，光耦合器OC的2脚耦接于第十二电阻R12和驱动芯片8脚的连接点，光耦合器OC的4脚耦接于第十三电阻R13，第十三电阻R13的另一端耦接于电源电压Vcc，光耦合器OC的3脚耦接于第五电容C5，第五电容C5的另一端耦接于光耦合器OC的4脚和第十三电阻R13的连接点，光耦合器OC的3脚和第五电容C5的连接点接地GND，光耦合器OC的4脚和第十三电阻R13的连接点输出短路故障信号SC。
工作过程：当IBGT5正常时，IGBT5的集电极电压为一个正常值，短路检测电路2输出低电平的检测信号V5至型号为PC929的驱动芯片的9脚，驱动芯片的8脚输出高电平的电平信号至光耦合器OC的2脚，光耦合器OC不导通，隔离开关电路不输出短路故障信号SC。
当IGBT5短路时，IGBT5的集电极电压急剧升高，短路检测电路2输出高电平的检测信号V5至型号为PC929的驱动芯片的9脚，驱动芯片的8脚输出低电平短路信号V4至光耦合器OC的2脚，光耦合器OC导通，隔离开关电路输出短路故障信号SC。
实施例二：
如图1、图2和图5所示，与实施例一所不同的地方在于隔离开关电路，隔离开关电路包括第三三极管Q3、第十四电阻R14、第八电容C8和干簧管继电器K，所述第三三极管Q3的基极耦接于驱动芯片的8脚，第三三极管Q3的发射极接地GND，第三三极管Q3的集电极耦接于电源电压Vcc，干簧管继电器K的1脚耦接于第三三极管Q3集电极和电源电压Vcc的连接点，干簧管继电器K的2脚接地GND，干簧管继电器K的4脚耦接于第十四电阻R14，第十四电阻R14的另一端耦接于电源电压Vcc，干簧管继电器K的3脚耦接于第八电容C8，第八电容C8的另一端耦接于干簧管继电器K 4脚和第十四电阻R14的连接点，干簧管继电器K3脚和第八电容C8的连接点接地，第八电容C8和第十四电阻R14的连接点输出短路故障信号SC。
实施例三：
如图3所示，与实施例一所不同的地方在于判断电路，判断电路包括第十五电阻R15、第十六电阻R16和第一比较器N1，第一比较器N1的反相输入端耦接于短路检测电路2以接收检测信号V5，第十五电阻R15耦接于电源电压Vcc，第十五电阻R15的另一端耦接于第一比较器N1的同相输入端，第十六电阻R16耦接于第十五电阻R15和第一比较器N1的连接点，第十六电阻R16的另一端接地GND，第一比较器N1的输出端输出短路信号V4至隔离开关电路。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种IGBT驱动电路，包括用于驱动IGBT(5)运行的驱使电路，其特征是：还包括：
短路检测电路(2)，耦接于IGBT(5)以检测IGBT(5)的集电极电压大小变化并输出检测信号(V5)；
滤波电路(4)，用于过滤检测信号(V5)中的干扰波形；
判断电路，所述判断电路耦接于短路检测电路(2)以接收检测信号(V5)并判断IGBT(5)集电极电压是否急剧升高以输出短路信号(V4)。
2.根据权利要求1所述的IGBT驱动电路，其特征是：所述滤波电路(4)包括第三二极管(D3)、第四二极管(D4)和第六电容(C6)，所述第三二极管(D3)的阴极耦接于短路检测电路(2)，所述第三二极管(D3)的阳极耦接于第四二极管(D4)的阴极，所述第四二极管(D4)的阳极耦接于第六电容(C6)，所述第六电容(C6)的另一端耦接于短路检测电路(2)，所述第六电容(C6)和短路检测电路(2)的连接点耦接于第三二极管(D3)和第四二极管(D4)的连接点。
3.根据权利要求2所述的IGBT驱动电路，其特征是：所述短路检测电路(2)包括第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)和第二二极管(D2)，所述第五电阻(R5)耦接于判断电路，所述第五电阻(R5)的另一端耦接于第三二极管(D3)，所述第六电阻(R6)耦接于第五电阻(R5)和第三二极管(D3)的连接点，所述第六电阻(R6)的另一端耦接于第四二极管(D4)和第六电容(C6)的连接点，所述第九电阻(R9)耦接于第六电容(C6)，所述第九电阻(R9)的另一端耦接于第八电阻(R8)，所述第七电阻(R7)耦接于第九电阻(R9)和第八电阻(R8)的连接点，所述第七电阻(R7)的另一端耦接于第二二极管(D2)的阳极，所述第二二极管(D2)的阴极耦接于IGBT(5)。
4.根据权利要求1所述的IGBT驱动电路，其特征是：所述判断电路包括第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)和第一比较器(N1)，所述第一比较器(N1)的反相输入端耦接于短路检测电路(2)以接收检测信号(V5)，所述第十五电阻(R15)耦接于电源电压(Vcc)，所述第十五电阻(R15)的另一端耦接于第一比较器(N1)的同相输入端，所述第十六电阻(R16)耦接于第十五电阻(R15)和第一比较器(N1)的连接点，所述第十六电阻(R16)的另一端接地(GND)，所述第一比较器(N1)的输出端输出短路信号(V4)。
5.根据权利要求1所述的IGBT驱动电路，其特征是：还包括隔离开关电路，所述隔离开关电路耦接于判断电路以接收短路信号(V4)并响应于短路信号(V4)以输出短路故障信号(SC)。
6.根据权利要求5所述的IGBT驱动电路，其特征是：所述隔离开关电路为包括光耦合器(OC)的光电隔离电路。
7.根据权利要求5所述的IGBT驱动电路，其特征是：所述隔离开关电路为包括干簧管继电器(K)的电磁隔离电路。
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Cited By (2)
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| CN113400941A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-17 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种主动短路信号处理电路及车辆 |
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Denomination of utility model: IGBT driving circuit capable of realizing signal transmission by pulse modulation demodulation system Effective date of registration: 20180522 Granted publication date: 20170118 Pledgee: Zhejiang Tailong commercial bank Taizhou branch of Limited by Share Ltd Pledgor: Taizhou plain Ling Shida Electrical Appliances Co., Ltd Registration number: 2018330000121 |
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