CN208015701U - 一种igbt隔离控制驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种IGBT隔离控制驱动电路。该驱动器设置有供电电源、低压差线性稳压器和驱动光耦，首先通过低压差线性稳压器将供电电源输入的高电压经过降压转换为低电压并输出至驱动光耦，然后通过驱动光耦输出的正负电压进行驱动，从而使得IGBT关断完全，解决了现有技术中IGBT由于不能够完全关断而造成工作效率低的问题，同时避免了这种情况下使用一段时间后容易烧坏的问题。

Description

一种IGBT隔离控制驱动电路

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种IGBT隔离控制驱动电路。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)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功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。 GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低，因此非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统中，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

目前，IGBT的驱动是大多是采用直接驱动或者是通过放电电路实现驱动。然而，这两种驱动方式在对IGBT的关断进行控制时不易调整，可能不能完全关断，容易使IGBT发热导致工作效率低，并且在这种情况下长期使用使得IGBT 极易烧坏。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种IGBT隔离控制驱动电路，旨在解决现有技术中IGBT由于不能够完全关断而造成的工作效率低、使用一段时间后容易损坏的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种IGBT隔离控制驱动电路，所述IGBT隔离控制驱动电路包括供电电源、低压差线性稳压器及驱动光耦：

所述供电电源与所述驱动光耦连接，用于为所述驱动光耦提供电源；

所述低压差线性稳压器一端与所述供电电源连接，另一端与所述驱动光耦连接，用于将所述供电电源输入的电流进行降压转换后，输出至所述驱动光耦；

所述驱动光耦，用于在PWM信号为高电压时，连通IGBT以使PWM信号输出至所述IGBT，在所述PWM信号为低电压时，断开与所述IGBT的连接。

进一步地，所述供电电源包括第一输出端和第二输出端，所述低压差线性稳压器包括输入端和输出端，所述驱动光耦包括第一输入端和第二输入端；

所述供电电源的第一输出端与所述驱动光耦的第一输入端连接，所述供电电源的第二输出端与所述低压差线性稳压器的输入端连接，所述低压差线性稳压器的输出端与所述驱动光耦的第二输入端连接。

进一步地，所述驱动光耦还包括PWM信号输入端、PWM信号正极输出端和PWM信号负极输出端；

所述PWM信号正极输出端的输出电压为所述第一输入端输入的电压，所述PWM信号负极输出端的输出电压为所述第二输入端输入的电压；其中，当所述第一输入端输入的电压大于所述第二输入端输入的电压时，所述PWM信号为高电压，当所述第一输入端输入的电压小于等于所述第二输入端输入的电压时，所述PWM信号为低电压；且在PWM信号为低电压时，所述PWM信号正极输出端输出电压为0V。

进一步地，所述驱动光耦还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及TVS 瞬态抑制二极管；

所述正极输出端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻R1的另一端分别与所述IGBT的G极隔离连接、与所述第三电阻的一端连接，所述负极输出端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述TVS瞬态抑制二极管的一端和所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述IGBT的E极连接。

进一步地，所述驱动光耦通过N沟道功率管与所述IGBT连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供了IGBT隔离控制驱动电路，该驱动器设置有供电电源、低压差线性稳压器和驱动光耦，首先通过低压差线性稳压器将供电电源输入的高电压经过降压转换为低电压并输出至驱动光耦，然后通过驱动光耦输出的正负电压进行驱动，从而使得IGBT关断完全，解决了现有技术中IGBT由于不能够完全关断而造成工作效率低的问题，同时避免了这种情况下使用一段时间后容易烧坏的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的一种IGBT隔离控制驱动电路示意图；

图2为本实用新型第一实施例提供的一种IGBT隔离控制驱动电路电路图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型第一实施例提供的一种IGBT隔离控制驱动电路示意图，该IGBT隔离控制驱动电路包括：供电电源10(即图中输入电源U1)、低压差线性稳压器20及驱动光耦30。

供电电源10与驱动光耦30连接，用于为驱动光耦30提供电源。

低压差线性稳压器20一端与供电电源10连接，另一端与驱动光耦30连接，用于将供电电源10输入的电流(该电流为高压电)进行降压转换后，输出至驱动光耦30。在本实施例中，低压差线性稳压器20的型号为三端稳压集成电路 LM7805。需要说明的是，上述供电电源10和低压差线性稳压器20可以采用普通开端电源或者用稳压管实现，由于IGBT的驱动电流很小，因此需要的功率小。

驱动光耦30，用于在PWM信号为高电压时，连通IGBT以使PWM信号输出至IGBT，在PWM信号为低电压时，断开与IGBT的连接。

本实施例所提供的IGBT隔离控制驱动电路的具体的电路图如图2所示，供电电源10包括第一输出端和第二输出端(图2中未显示)，低压差线性稳压器20包括输入端(即图2中Vin第1引脚所示)和输出端(即图2中Vout第3 引脚所示)。

参见图2，驱动光耦30具体包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3 以及TVS瞬态抑制二极管V9，另外，驱动光耦还包括PWM信号输入端(如图2中PWM第4引脚所示)、PWM信号正极输出端(即图2中PwmOut+第 12引脚所示)和PWM信号负极输出端(即图2中PwmOut-第11引脚所示)、第一输入端(即图2中PVCC第10引脚所示)和第二输入端(即图2中PGND 第9引脚所示)。

其中，正极输出端PwmOut+与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与IGBT的G极隔离连接、与第三电阻R3的一端连接，负极输出端PwmOut-与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与TVS瞬态抑制二极管V9的一端和所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与IGBT的E极连接。在本实施例中，第一电阻R1为5.1Ω/2W，第二电阻R2为5.1Ω/2W，第三电阻R3为10kΩ，TVS瞬态抑制二极管V9的型号为P4SMA18CA。

供电电源10的第一输出端与驱动光耦30的第一输入端PVCC连接，供电电源10的第二输出端与低压差线性稳压器20的输入端Vin连接，低压差线性稳压器30的输出端Vout与驱动光耦的第二输入端PGND连接。

在本实施例中，PWM信号正极输出端的输出电压为所述第一输入端输入的电压，所述PWM信号负极输出端的输出电压为所述第二输入端输入的电压，则所述PWM信号的电压为所述驱动光耦第一输入端输入的电压与第二输入端输入的电压之差。其中，当所述第一输入端输入的电压大于所述第二输入端输入的电压时，所述PWM信号为高电压，则此时IBGT管会导通；当所述第一输入端输入的电压小于等于所述第二输入端输入的电压时，所述PWM信号为低电压，则此时所述PWM信号正极输出端输出电压为0V，进而IGBT管完全断开。在本实施例中，IBGT管为N沟道功率管。本实用新型实施例中，由于 IGBT连通的是高电压，而关断联通的是低电压，而IGBT驱动光耦30自带隔离(即图2中所示的驱动光耦ACPL_331，光耦在电子应用中通过光感应器传输，起到电子隔离的作用)，可以将高电压和低电压电路隔离开两个IGBT的驱动信号，配合图1，本实施例的工作原理具体理解如下：

输入电源U1(即供电电源10)给驱动光耦30的输出提供电源，当输入PWM 信号工作时，驱动光耦30开始工作，然后开始输出PWM信号，输出的PWM 信号电压为Uge，Uge是Ug和Ue的压差(即Uge的电压为U1减去Vout)， Ug的电压为输入电源U1，Ue的电压为低压差线性稳压器20的输出电压Vout，所以当U1大于Vout时，Uge为高电平，即PWM1为高电压，此时驱动光耦 30输出PWM信号，所以IGBT管导通；当PWM1为低电平时，驱动光耦PWM 信号不输出，输出PWM+为0V，输出PWM-电压为Vout，因此Uge电压为-Vout，所以得到负电压，而使得IGBT管完全关断。

本实施例所提供的IGBT隔离控制驱动电路可以应用于大功率电源的驱动电路中，例如，在使用半桥和全桥电路时可以应用到本实施例做驱动电路；另外，还可以应用在放射领域中，例如：发生器的逆变电路可以应用到本实施例做驱动电路；同事，还可以应用在逆变电源领域中。

综上所述，第一实施例所提供的一种IGBT隔离控制驱动电路，首先通过低压差线性稳压器将供电电源输入的高电压经过降压转换为低电压并输出至驱动光耦，然后通过驱动光耦输出的正负电压进行驱动，从而使得IGBT关断完全，不至于因为关断不彻底而造成IGBT发热，大大提高了IGBT的工作效率，同时由于该IGBT隔离控制驱动电路可以减少IGBT结电容的放电时间，快速地实现IGBT的关断，从而降低了IGBT的损坏率。

以上为对本实用新型所提供的一种通讯管理机串口测试装置的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (5)

1.一种IGBT隔离控制驱动电路，其特征在于，所述IGBT隔离控制驱动电路包括供电电源、低压差线性稳压器及驱动光耦：

所述供电电源与所述驱动光耦连接，用于为所述驱动光耦提供电源；

所述低压差线性稳压器一端与所述供电电源连接，另一端与所述驱动光耦连接，用于将所述供电电源输入的电流进行降压转换后，输出至所述驱动光耦；

所述驱动光耦，用于在PWM信号为高电压时，连通IGBT以使PWM信号输出至所述IGBT，在所述PWM信号为低电压时，断开与所述IGBT的连接。

2.如权利要求1所述的IGBT隔离控制驱动电路，其特征在于，所述供电电源包括第一输出端和第二输出端，所述低压差线性稳压器包括输入端和输出端，所述驱动光耦包括第一输入端和第二输入端；

所述供电电源的第一输出端与所述驱动光耦的第一输入端连接，所述供电电源的第二输出端与所述低压差线性稳压器的输入端连接，所述低压差线性稳压器的输出端与所述驱动光耦的第二输入端连接。

3.如权利要求2所述的IGBT隔离控制驱动电路，其特征在于，所述驱动光耦还包括PWM信号输入端、PWM信号正极输出端和PWM信号负极输出端；

所述PWM信号正极输出端的输出电压为所述第一输入端输入的电压，所述PWM信号负极输出端的输出电压为所述第二输入端输入的电压；其中，当所述第一输入端输入的电压大于所述第二输入端输入的电压时，所述PWM信号为高电压，当所述第一输入端输入的电压小于等于所述第二输入端输入的电压时，所述PWM信号为低电压；且在PWM信号为低电压时，所述PWM信号正极输出端输出电压为0V。

4.如权利要求3所述的IGBT隔离控制驱动电路，其特征在于，所述驱动光耦还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及TVS瞬态抑制二极管；

所述正极输出端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻R1的另一端分别与所述IGBT的G极隔离连接、与所述第三电阻的一端连接，所述负极输出端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述TVS瞬态抑制二极管的一端和所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述IGBT的E极连接。

5.如权利要求1所述的IGBT隔离控制驱动电路，其特征在于，所述驱动光耦通过N沟道功率管与所述IGBT连接。