CN206650647U - 一种大功率igbt驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率IGBT驱动电路，包括第一芯片U1、IGBT管、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，其中，所述第一芯片U1采用专用IGBT驱动芯片M57962L。与现有技术相比较，本实用新型采用专用集成IGBT驱动器，从而能够快速响应，慢速关断IGBT，并发出故障信号；同时，在IGBT管后级并接RCD缓冲电路，可以降低开关产生瞬间过压或者过流的影响。

Description

一种大功率IGBT驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子领域，尤其涉及一种大功率IGBT驱动电路。

背景技术

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是一种新型的电力电子器件，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成，同时具有MOSFET和GTR的优点，适合用于大电流场合，在电机驱动、开关电源、逆变器以及要求快速、低功耗的领域被广泛运用。

现有技术中，通常采用光电耦合器驱动IGBT，光电耦合器相对于脉冲变压器有诸多优势，它的电路结构简单，开关特性较好，信号传递的速度相对于脉冲变压器有较高的提升。但是没有过流饱和、短路饱和、故障检测等一系列辅助电路，如果这些保护电路通过分立元件去设计和搭建，会让驱动电路变得异常复杂。同时电路中的分立元件过多，保护功能完整的结构太复杂，会造成整体电路可靠性和性能都不理想，而光电耦合器隔离驱动和变压器隔离驱动又存在延迟时间过大或驱动波形失真等缺点。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺陷，确有必要提供一种大功率IGBT驱动电路，采用专用集成IGBT驱动器，以一种简单的电路结构实现IGBT驱动。

为了克服现有技术存在的技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种大功率IGBT驱动电路，包括第一芯片U1、IGBT管、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，其中，所述第一芯片U1采用专用IGBT驱动芯片M57962L；

所述第一芯片U1的第十三引脚和第十四引脚与输入的控制信号相连接，所述第一芯片U1的第八引脚输出反馈信号；所述第一芯片U1的第四引脚与所述第一电容C1的一端、所述第一二极管D1的负端相连接并共同与电源模块的输出端相连接；所述第一二极管D1的正端与所述第三电阻R3的一端、所述第一电容C1的另一端、所述第二电容C2的一端、所述第三二极管D3的正端、所述第二电阻R2的一端、所述IGBT管的发射极、所述第三电容C3的一端、所述第四二极管D4的负端相连接并共同与后级电路相连接；所述第一芯片U1的第一引脚与所述第二二极管D2的正端相连接，所述第二二极管D2的负端与所述IGBT管的集电极、所述第五电阻R5的一端、所述第四二极管D4的正端相连接并共同与后级电路相连接；所述第五电阻R5的另一端与所述第三电容C3的另一端相连接；所述第一芯片U1的第五引脚与所述第三二极管D3的负端、所述第一电阻R1的一端相连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的另一端、所述IGBT管的栅极相连接；所述第一芯片U1的第六引脚与所述第二电容C2的另一端、所述第三电阻R3的另一端相连接并共同与地端相连接。

优选地，所述IGBT管采用型号为SKM50GB123D的IGBT管。

与现有技术相比较，本实用新型采用专用集成IGBT驱动器，从而能够能够快速响应，慢速关断IGBT，并发出故障信号；同时，在IGBT管后级并接RCD缓冲电路，可以降低开关产生瞬间过压或者过流的影响。

附图说明

图1为本实用新型大功率IGBT驱动电路的电路原理图。

图2为M57962L型号的专用IGBT驱动芯片内部结构图。

如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型提供的技术方案作进一步说明。

参见图1，所示为本实用新型大功率IGBT驱动电路的电路原理图，包括第一芯片U1、IGBT管、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，其中，第一芯片U1采用专用IGBT驱动芯片M57962L；

第一芯片U1的第十三引脚和第十四引脚与输入的控制信号相连接，第一芯片U1的第八引脚输出反馈信号；第一芯片U1的第四引脚与第一电容C1的一端、第一二极管D1的负端相连接并共同与电源模块的输出端相连接；第一二极管D1的正端与第三电阻R3的一端、第一电容C1的另一端、第二电容C2的一端、第三二极管D3的正端、第二电阻R2的一端、IGBT管的发射极、第三电容C3的一端、第四二极管D4的负端相连接并共同与后级电路相连接；第一芯片U1的第一引脚与第二二极管D2的正端相连接，第二二极管D2的负端与IGBT管的集电极、第五电阻R5的一端、第四二极管D4的正端相连接并共同与后级电路相连接；第五电阻R5的另一端与第三电容C3的另一端相连接；第一芯片U1的第五引脚与第三二极管D3的负端、第一电阻R1的一端相连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端、IGBT管的栅极相连接；第一芯片U1的第六引脚与第二电容C2的另一端、第三电阻R3的另一端相连接并共同与地端相连接。

参见图2，所示为M57962L型号的专用IGBT驱动芯片内部结构图，M57962L驱动器的印制电路及外壳采用环氧树脂封装，共有14个引脚。芯片内部含有光电耦合电路，有效隔离电压为3500Vrms，内置信号放大电路，工作频率范围为0～60kHz。而在20kHz工作频率下，能输出±5A电流，并且其内部集成了检测和保护单元，当IGBT发生过电流现象时，M57962L驱动器能够快速响应，慢速关断IGBT，并发出故障信号。

本实用新型电路设计中采用单电源24V供电(电源模块输出24V直流供电电压)，二极管D1为24V的稳压二极管，通过电阻R3和R4的分压作用，将24V电源电压分成15V和9V，其中电容C1两端为15V，电容C2端为9V。当M57962L的VO端输出高电平时，VO的电压为VCC，IGBT发射极电压为9V，那么IGBT栅极和发射极之间的电压为15V，当M57962L的VO端输出为低电平时，VO的电压为0V，那么IGBT管栅极和发射极之间的电压为-9V，实现了IGBT在低电平时反向电压钳位。R1为栅极电阻，在开关工作时，栅极电阻会对IGBT输入电容进行充放电，如果R1过小，会引起IGBT的di/dt升高，引起误导通，如果栅极电阻过大，会使IGBT的通断时间延长，所以需要根据实验选定合适阻值的栅极电阻，如果IGBT额定电流为50A，栅极电阻的范围为10～20欧姆，在IGBT的栅射极接上电阻R2，其阻值为100kΩ，是为了防止在未接驱动引线情况下，主路偶然加上高电压，通过米勒电容效应，烧毁IGBT。

IGBT管开关控制中，分布电感是开关电路的固有特性，在IGBT关断时，因为突变时间极短，便会产生很高的di/dt，从而导致尖峰电压的出现。本实用新型引入缓冲电路的目的是控制电压、电流的上升变化率，防止在开关过程中对开关元件产生超负荷工作，减少开关应力。

第五电阻R5、第三电容C3和第四二极管D4组成了RCD缓冲电路，在RC串联电路中加入快恢复二极管D4。快恢复二极管D与电阻R并联，可以对电阻R进行了钳位，避开了因IGBT集电极电流过大时，造成电容流经的电流过大，使得电阻上出现高压的问题。

在一种优选实施方式，IGBT管采用型号为SKM50GB123D的IGBT管。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种大功率IGBT驱动电路，其特征在于，包括第一芯片U1、IGBT管、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，其中，所述第一芯片U1采用专用IGBT驱动芯片M57962L；

所述第一芯片U1的第十三引脚和第十四引脚与输入的控制信号相连接，所述第一芯片U1的第八引脚输出反馈信号；所述第一芯片U1的第四引脚与所述第一电容C1的一端、所述第一二极管D1的负端相连接并共同与电源模块的输出端相连接；所述第一二极管D1的正端与所述第三电阻R3的一端、所述第一电容C1的另一端、所述第二电容C2的一端、所述第三二极管D3的正端、所述第二电阻R2的一端、所述IGBT管的发射极、所述第三电容C3的一端、所述第四二极管D4的负端相连接并共同与后级电路相连接；所述第一芯片U1的第一引脚与所述第二二极管D2的正端相连接，所述第二二极管D2的负端与所述IGBT管的集电极、所述第五电阻R5的一端、所述第四二极管D4的正端相连接并共同与后级电路相连接；所述第五电阻R5的另一端与所述第三电容C3的另一端相连接；所述第一芯片U1的第五引脚与所述第三二极管D3的负端、所述第一电阻R1的一端相连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二电阻R2的另一端、所述IGBT管的栅极相连接；所述第一芯片U1的第六引脚与所述第二电容C2的另一端、所述第三电阻R3的另一端相连接并共同与地端相连接。

2.根据权利要求1所述的大功率IGBT驱动电路，其特征在于，所述IGBT管采用型号为SKM50GB123D的IGBT管。