一种IGBT驱动电路
技术领域
本实用新型实施例涉及驱动电路控制技术,尤其涉及一种IGBT驱动电路。
背景技术
风电变流器系统电压690V,一般采用1700V的IGBT模块,大功率IGBT模块开关速度快,IGBT在运行过程中极易出现过压、过流、短路、误导通等故障且驱动电路没有相应的硬件保护功能时,系统将无法实现对IGBT的有效保护从而导致烧毁电路。
在当前的实际应用中,多种IGBT驱动模块电路都具有其局限性,存在过压、过流、短路、过温等保护功能单一,无法囊括以上所有保护功能,不能对IGBT 驱动电路进行全面保护等缺点。
实用新型内容
本实用新型提供一种IGBT驱动电路,实现对IGBT驱动电路进行驱动以及短路、过压、过流、过温保护。
本实用新型实施例提供了一种IGBT驱动电路,该驱动电路包括:控制模块、上桥臂驱动控制电路、下桥臂驱动控制电路、故障检测电路、温度检测电路、电流检测电路、电源供电模块和IGBT模块;
其中,所述控制模块分别与所述上桥臂驱动控制电路、所述下桥臂驱动控制电路、所述故障检测电路、所述温度检测电路、所述电流检测电路和所述电源供电模块电连接;
所述IGBT模块分别与所述上桥臂驱动控制电路、所述下桥臂驱动控制电路、所述故障检测电路、所述温度检测电路和所述电流检测电路电连接;
其中,所述控制模块通过控制所述上桥臂驱动控制电路和所述下桥臂驱动控制电路控制所述IGBT模块的导通或者关断。
可选地,所述上桥臂驱动控制电路包括第一互锁电路、第一隔离电路、第一推免放大电路和第一死区电路,所述第一互锁电路的输入端与所述控制模块的第一控制端电连接,所述第一互锁电路的输出端与所述第一隔离电路的输入端电连接,所述第一隔离电路的输出端与所述第一推免放大电路的输入端电连接,所述第一推免放大电路的输出端与所述第一死区电路的输入端电连接,所述第一死区电路的输出端与所述IGBT模块的第一控制端电连接;其中,所述第一互锁电路用于当所述上桥臂驱动控制电路导通时控制下桥臂驱动控制电路关闭;
所述下桥臂驱动控制电路包括第二互锁电路、第二隔离电路、第二推免放大电路和第二死区电路,所述第二互锁电路的输入端与所述控制模块的第二控制端电连接,所述第二互锁电路的输出端与所述第二隔离电路的输入端电连接,所述第二隔离电路的输出端与所述第二推免放大电路的输入端电连接,所述第二推免放大电路的输出端与所述第二死区电路的输入端电连接,所述第二死区电路的输出端与所述IGBT模块的第二控制端电连接;其中,所述第二互锁电路用于当所述下桥臂驱动控制电路导通时控制上桥臂驱动控制电路关闭。
可选地,所述第一互锁电路的输入端还与所述第二隔离电路的输入端电连接,所述第二互锁电路的输入端还与所述第一隔离电路的输入端电连接。
可选地,还包括第一保护电路和第二保护电路,所述故障检测电路包括第一输出端和第二输出端,所述第一保护电路的输入端和所述第二保护电路的输入端均与所述故障检测电路的第一输出端电连接,所述第一保护电路的输出端与所述第一隔离电路的输入端电连接,所述第二保护电路的输出端与所述第二隔离电路的输入端电连接。
可选地,所述故障检测电路包括上桥臂故障检测电路、下桥臂故障检测电路、第三隔离电路、第四隔离电路和信号反馈电路,所述上桥臂故障检测电路的输入端与所述IGBT模块的源极或者漏极电连接,所述上桥臂故障检测电路的输出端与所述第三隔离电路的输入端电连接,所述第三隔离电路的输出端与所述信号反馈电路的第一输入端电连接,所述下桥臂故障检测电路的输入端与所述IGBT模块的接地端连接,所述下桥臂故障检测电路的输出端与所述第四隔离电路的输入端电连接,所述第四隔离电路的输出端与所述信号反馈电路的第二输入端电连接,所述信号反馈电路的第一输出端分别与所述第一保护电路的输入端、第二保护电路的输入端电连接,所述信号反馈电路的第二输出端与所述控制模块电连接。
可选地,所述电流检测电路包括第一检流电阻、采样隔离电路和信号放大电路,其中,所述第一检流电阻的第一端接入第一供电电源,所述第一检流电阻的第二端接地,所述第一检流电阻的第三端与所述采样隔离电路的输入端电连接,所述采样隔离电路的输出端与所述信号放大电路的输入端电连接,所述信号放大电路的输出端与所述控制模块电连接。
可选地,所述第一检流电阻包括并联连接的第一锰铜电阻、第二锰铜电阻和第三锰铜电阻,所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻和第三锰铜电阻各自的第二端相互电连接,所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻和第三锰铜电阻各自的第三端相互电连接,所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻和第三锰铜电阻各自的第六端相互电连接,所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻、第三锰铜电阻各自的第二端、所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻、第三锰铜电阻各自的第三端、所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻、第三锰铜电阻各自的第六端相互电连接后并与所述IGBT模块的漏极或者源极、以及所述采样隔离电路电连接,所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻和第三锰铜电阻各自的第一端相互电连接,所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻和第三锰铜电阻各自的第四端相互电连接,所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻和第三锰铜电阻各自的第一端与所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻和第三锰铜电阻各自的第四端相互连接后并与第一供电电源输出端电连接,所述第一锰铜电阻、第二锰铜电阻和第三锰铜电阻各自的第五端均与第一接地端电连接。
可选地,所述电源供电模块包括第二供电电源、第一DC-DC电路、第二DC-DC 电路、第三DC-DC电路和第四DC-DC电路,所述第二供电电源的输出端分别与所述第一DC-DC电路和所述第二DC-DC电路电连接,所述第一DC-DC电路与所述第三DC-DC电路电连接,所述第二DC-DC电路与所述第四DC-DC电路电连接;
其中,所述第一DC-DC电路用于将所述第二供电电源输出的电压转换为所述上桥臂驱动控制电路、所述第三DC-DC电路的供电电压,以及所述故障检测电路的第一供电电压;所述第二DC-DC电路用于将所述第二供电电源输出的电压转换为所述下桥臂驱动控制电路、所述第四DC-DC电路的供电电压,以及所述故障检测电路的第二供电电压。
可选地,所述电源供电模块还包括第三供电电源、第五DC-DC电路和第六DC-DC电路,所述第三供电电源的输出端分别与所述第五DC-DC电路和所述第六DC-DC电路电连接;
所述第五DC-DC电路用于将所述第三供电电源输出的电压转换为所述温度检测电路的供电电压、所述电流检测电路的第一供电电压和所述故障检测电路的第三供电电压,所述第六DC-DC电路用于将所述第三供电电源输出的电压转换为所述电流检测电路的第二供电电压。
可选地,所述温度检测电路包括第二检流电阻和比较放大电路,所述IGBT 模块包括温敏电阻,所述第二检流电阻的第一端与所述温度检测电路的供电端电连接,所述第二检流电阻的第二端与所述温敏电阻的第一端电连接,所述温敏电阻的第二端接地;所述第二检流电阻的第二端还与所述比较放大电路的第一输入端电连接,所述比较放大电路的第二输入端接入第一参考电压,所述比较放大电路的输出端与所述控制模块电连接。
本实用新型通过提供一种IGBT驱动电路,该驱动电路包括:控制模块、上桥臂驱动控制电路、下桥臂驱动控制电路、故障检测电路、温度检测电路、电流检测电路、电源供电模块和IGBT模块;其中,控制模块分别与上桥臂驱动控制电路、下桥臂驱动控制电路、故障检测电路、温度检测电路、电流检测电路和电源供电模块电连接;IGBT模块分别与上桥臂驱动控制电路、下桥臂驱动控制电路、故障检测电路、温度检测电路和电流检测电路电连接;其中,控制模块通过控制上桥臂驱动控制电路和下桥臂驱动控制电路控制IGBT模块的导通或者关断。解决现有的IGBT驱动电路存在过压、过流、短路、过温等保护功能单一,不能对IGBT驱动电路进行全面保护等问题,通过该驱动电路可以实现对IGBT驱动电路进行驱动以及短路、过压、过流、过温保护的效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的结构框图;
图2是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的IGBT模块的结构示意图;
图3是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的电路图;
图4是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的故障检测电路的电路图;
图5是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的电流检测电路的电路图;
图6是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的第一和第二DC-DC电路的电路图;
图7是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的第三DC-DC电路的电路图;
图8是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的第四DC-DC电路的电路图;
图9是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的第五DC-DC电路的电路图;
图10是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的第六DC-DC电路的电路图;
图11是本实用新型实施例中的一种IGBT驱动电路的温度检测电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
图1为本实用新型实施例一提供的一种IGBT驱动电路的结构框图,参考图1,该驱动电路包括:控制模块100、上桥臂驱动控制电路200、下桥臂驱动控制电路300、故障检测电路400、温度检测电路700、电流检测电路500、电源供电模块600和IGBT模块800;
其中,控制模块100分别与上桥臂驱动控制电路200、下桥臂驱动控制电路300、故障检测电路400、温度检测电路700、电流检测电路500和电源供电模块600电连接;
IGBT模块800分别与上桥臂驱动控制电路200、下桥臂驱动控制电路300、故障检测电路400、温度检测电路700和电流检测电路500电连接;
其中,控制模块100通过控制上桥臂驱动控制电路200和下桥臂驱动控制电路300控制IGBT模块800的导通或者关断。
在本实施例的技术方案中,该IGBT驱动电路的实现过程为:上桥臂驱动控制电路200和下桥臂驱动控制电路300分别与驱动IGBT模块800电连接,在驱动IGBT模块的过程中,控制模块100通过控制上桥臂驱动控制电路200和/或下桥臂驱动控制电路300的导通或者关断控制IGBT模块的导通或者关断。同时,在驱动IGBT模块的过程中,控制模块100通过控制故障检测电路400实时检测 IGBT驱动电路是否出现短路、断路、过压等异常状况,一旦出现异常状况,故障检测电路400就会向控制模块100发送故障反馈信号,控制模块100根据该故障反馈信号对IGBT驱动电路及时做出关断等保护处理;控制模块100通过控制电流检测电路500实时检测IGBT驱动电路是否出现过流状况,一旦出现过流情况,电流检测电路500就会向控制模块100发送过流检测信号,控制模块100 根据该过流检测信号对IGBT驱动电路做出相应的处理;控制模块100通过控制温度检测电路700实时检测IGBT驱动电路是否过温,一旦检测出现过温,温度检测电路700就会向控制模块100发送过温检测信号,控制模块100根据该过温检测信号对IGBT驱动电路做出相应的处理;此外,在整个IGBT驱动电路中,电源供电模块600为上桥臂驱动控制电路200、下桥臂驱动控制电路300、故障检测电路400、温度检测电路700、电流检测电路500提供供电电压。
本实施例的技术方案,通过提供一种IGBT驱动电路,该驱动电路包括:控制模块、上桥臂驱动控制电路、下桥臂驱动控制电路、故障检测电路、温度检测电路、电流检测电路、电源供电模块和IGBT模块;其中,控制模块分别与上桥臂驱动控制电路、下桥臂驱动控制电路、故障检测电路、温度检测电路、电流检测电路和电源供电模块电连接;IGBT模块分别与上桥臂驱动控制电路、下桥臂驱动控制电路、故障检测电路、温度检测电路和电流检测电路电连接;其中,控制模块通过控制上桥臂驱动控制电路和下桥臂驱动控制电路控制IGBT模块的导通或者关断。解决了现有的IGBT驱动电路存在过压、过流、短路、过温等保护功能单一,不能对IGBT驱动电路进行全面保护等问题,通过该驱动电路可以实现对IGBT驱动电路进行驱动以及短路、过压、过流、过温保护的效果。
图2是本实用新型实施例中提供的一种IGBT驱动电路的IGBT模块的结构示意图,该IGBT模块由上IGBT驱动管和下IGBT驱动管组成,在图2中,7为上IGBT驱动管的控制端(即IGBT模块的第一控制端),1为下IGBT驱动管的控制端(即IGBT模块的第二控制端),2为下IGBT驱动管的漏极,9为上IGBT 驱动管的源极,8为上IGBT驱动管的漏极。
图3是本实用新型实施例中提供的一种IGBT驱动电路的电路图,在上述技术方案的基础上,参考图3,上桥臂驱动控制电路200包括第一互锁电路210、第一隔离电路220、第一推免放大电路230和第一死区电路240,第一互锁电路 210的输入端与控制模块100的第一控制端J1-7电连接,第一互锁电路210的输出端与第一隔离电路220的输入端电连接,第一隔离电路220的输出端与第一推免放大电路230的输入端电连接,第一推免放大电路230的输出端与第一死区电路240的输入端电连接,第一死区电路240的输出端与IGBT模块800的第一控制端HG电连接;其中,第一互锁电路210用于当下桥臂驱动控制电路导通时控制上桥臂驱动控制电路关闭;
其中,第一互锁电路210包括NPN型三极管Q1、阻抗元件R40、R43、R55、 R58、二极管D25和电容C58,阻抗元件R40和R43并联连接,且并联连接后的一端与二极管D25的阳极电连接,阻抗元件R40和R43并联连接后的另一端与第二互锁电路电连接,二极管D25的阴极与阻抗元件R55的第一端电连接,阻抗元件R55的第二端与NPN型三极管Q1的第一端1电连接,NPN型三极管Q1 的第二端2接地,NPN型三极管Q1的第三端3与第一隔离电路220的输入端电连接,阻抗元件R58和电容C58并联连接,且并联连接后的一端与NPN型三极管Q1的第一端1电连接,另一端与NPN型三极管Q1的第二端2电连接。其中, C58起滤除高频干扰信号的作用。
第一隔离电路220包括隔离光耦U1、电容C63、二极管D62、阻抗元件R78、R111、R76、R81和R112,其中电容C63与阻抗元件R78并联连接,且电容C63 与阻抗元件R78并联连接后的一端分别与第一互锁电路210的输出端和隔离光耦U1的第一输入端2电连接,隔离光耦U1的第二输入端3接地,电容C63与阻抗元件R78并联连接后的另一端与隔离光耦U1的第二输入端3电连接,隔离光耦U1的第一输出端7和第二输出端6电连接,隔离光耦U1的第一电源端8 接入VS+电源,隔离光耦U1的第二电源端5接入VS-电源,隔离光耦U1的第一输出端7与阻抗元件R76的第一端电连接,阻抗元件R76的第二端与阻抗元件 R112的第一端电连接,阻抗元件112的第二端与二极管D62的阳极电连接,二极管D62的阴极与第一推免放大电路230的输入端电连接,阻抗元件R111的第一端与隔离光耦U1的第一输出端7电连接,阻抗元件R111的第二端与VS-电源电连接,阻抗元件R81并联连接在阻抗元件R76的两端。其中,隔离光耦U1 起电气隔离作用,电容C63起滤除高频干扰信号的作用。
第一推免放大电路230包括NPN型三极管Q2、PNP型三极管Q3、二极管D40、二极管D42、阻抗元件R84、R86、R118和R119。其中,NPN型三极管Q2的第一端1和PNP型三极管Q3的第一端1均与第一隔离电路220的输出端电连接, NPN型三极管Q2的第二端2与阻抗元件R84的第一端电连接,阻抗元件R84的第二端与阻抗元件R86的第一端电连接,阻抗元件R86的第二端分别与二极管 D42的阴极和PNP型三极管Q3的第三端3电连接,二极管D42的阳极与PNP型三极管Q3的第二端2电连接,PNP型三极管Q3的第二端2接VS-电源,NPN型三极管Q2的第三端3与VS+电源电连接,二极管D40的阳极与NPN型三极管Q2 的第二端2电连接,二极管D40的阴极与NPN型三极管Q2的第三端3电连接,阻抗元件R118连接在NPN型三极管Q2的第一端1和第二端2之间,阻抗元件R119连接在PNP型三极管Q3的第一端1和第三端3之间。
第一死区电路240包括阻抗元件R89、电容C65、电容C93、和电容C32,其中,阻抗元件R89的第一端连接在阻抗元件R84和阻抗元件R86之间的连接线上,阻抗元件R89的第二端分别与电容C93的第一端和电容C32的第一端电连接,电容C93的第二端和电容C32的第二端均与二极管D42的阳极电连接,阻抗元件R89的第一端还与电容C65的第一端电连接,电容C65的第二端与阻抗元件R89的第二端电连接,电容C65的第一端还与IGBT模块800的第一控制端7电连接,电容C65的第二端还与IGBT模块800的第二控制端1电连接。
此外,上桥臂驱动控制电路200还包括电容C28、电容C97以及稳压二极管D41和D44。其中,电容C28和电容C97并联连接,电容C28的第一端接地,电容C28的第二端与NPN型三极管Q2的第三端3电连接,稳压二极管D41的阳极与稳压二极管D44的阳极电连接,稳压二极管D41的阴极分别与IGBT模块的第一控制端HG和第一死区电路240电连接,稳压二极管D44的阴极分别与IGBT 模块的第二控制端HE和第一死区电路240电连接。
下桥臂驱动控制电路300包括第二互锁电路310、第二隔离电路320、第二推免放大电路330和第二死区电路340,第二互锁电路310的输入端与控制模块100的第二控制端J1-5电连接,第二互锁电路310的输出端与第二隔离电路 320的输入端电连接,第二隔离电路320的输出端与第二推免放大电路330的输入端电连接,第二推免放大电路330的输出端与第二死区电路340的输入端电连接,第二死区电路340的输出端与IGBT模块800的第二控制端电连接;其中,第二互锁电路310用于当上桥臂驱动控制电路导通时控制下桥臂驱动控制电路关闭。
其中,第二互锁电路310包括NPN型三极管Q4、阻抗元件R77、R83、R68、 R70、二极管D36和电容C60,阻抗元件R77和R83并联连接,且并联连接后的一端与二极管D36的阳极电连接,阻抗元件R77和R83并联连接后的另一端与第一互锁电路电连接,二极管D36的阴极与阻抗元件R68的第一端电连接,阻抗元件R68的第二端与NPN型三极管Q4的第一端1电连接,NPN型三极管Q4 的第二端2接地,NPN型三极管Q4的第三端3与第二隔离电路320的输入端电连接,阻抗元件R70和电容C60并联连接,且并联连接后的一端与NPN型三极管Q4的第一端1电连接,另一端与NPN型三极管Q4的第二端2电连接。其中, C60起滤除高频干扰信号的作用。
第二隔离电路320包括隔离光耦U2、电容C54、二极管D28、阻抗元件R46、 R106、R44、R49和R107,其中电容C54与阻抗元件R46并联连接,且电容C54 与阻抗元件R46并联连接后的一端分别与第二互锁电路310的输出端和隔离光耦U2的第一输入端2电连接,隔离光耦U2的第二输入端3接地,电容C54与阻抗元件R46并联连接后的另一端与隔离光耦U2的第二输入端3电连接,隔离光耦U2的第一输出端7和第二输出端6电连接,隔离光耦U2的第一电源端8 接入V+电源,隔离光耦U2的第二电源端5接入V-电源,隔离光耦U2的第一输出端7与阻抗元件R44的第一端电连接,阻抗元件R44的第二端与阻抗元件R107 的第一端电连接,阻抗元件107的第二端与二极管D28的阳极电连接,二极管 D62的阴极与第二推免放大电路330的输入端电连接,阻抗元件R106的第一端与隔离光耦U2的第一输出端7电连接,阻抗元件R106的第二端与第一接地端 SGND电连接,阻抗元件R49并联连接在阻抗元件R44的两端。其中,隔离光耦 U2起电气隔离作用,电容C54起滤除高频干扰信号的作用。
第二推免放大电路330包括NPN型三极管Q5、PNP型三极管Q6、二极管D20、二极管D26、阻抗元件R45、R47、R116和R117。其中,NPN型三极管Q5的第一端1和PNP型三极管Q6的第一端1均与第二隔离电路320的输出端电连接, NPN型三极管Q5的第二端2与阻抗元件R45的第一端电连接,阻抗元件R45的第二端与阻抗元件R47的第一端电连接,阻抗元件R47的第二端分别与二极管 D26的阴极和PNP型三极管Q6的第三端3电连接,二极管D26的阳极与PNP型三极管Q6的第二端2电连接,PNP型三极管Q6的第二端2接V-电源,NPN型三极管Q5的第三端3与V+电源电连接,二极管D20的阳极与NPN型三极管Q5 的第二端2电连接,二极管D20的阴极与NPN型三极管Q5的第三端3电连接,阻抗元件R116连接在NPN型三极管Q5的第一端1和第二端2之间,阻抗元件 R117连接在PNP型三极管Q6的第一端1和第三端3之间。
第二死区电路340包括阻抗元件R48、电容C55、电容C17和电容C20,其中,阻抗元件R48的第一端连接在阻抗元件R45和阻抗元件R47之间的连接线上,阻抗元件R48的第二端分别与电容C17的第一端和电容C20的第一端电连接,电容C17的第二端和电容C20的第二端均与二极管D26的阳极电连接,阻抗元件R48的第一端还与电容C55的第一端电连接,电容C55的第二端与阻抗元件R48的第二端电连接,电容C55的第一端还与IGBT模块800的第二控制端 1电连接,电容C55的第二端还与IGBT模块800的下IGBT驱动管的漏极2电连接。
此外,下桥臂驱动控制电路还包括电容C11、电容C84以及稳压二极管D23 和D24。其中,电容C11和电容C84并联连接,电容C11的第一端接地,电容 C11的第二端与NPN型三极管Q5的第三端3电连接,稳压二极管D23的阳极与稳压二极管D24的阳极电连接,稳压二极管D23的阴极分别与IGBT模块的第一控制端7和第二死区电路340电连接,稳压二极管D24的阴极分别与IGBT模块的第二控制端1和第二死区电路340电连接。
可选地,继续参考图3,第一互锁电路210的输入端还与第二隔离电路310 的输入端电连接,第二互锁电路310的输入端还与第一隔离电路210的输入端电连接。
其中,第一互锁电路210中的NPN型三极管Q1的第三端3还与第二互锁电路310中的阻抗元件R83的第一端电连接,阻抗元件R83的第二端与二极管D36 的阳极电连接。第二互锁电路310中的NPN型三极管Q4的第三端3还与第一互锁电路210中的阻抗元件R43的第一端电连接,阻抗元件R43的第二端与二极管D25的阳极电连接。
在本实施例的技术方案中,上桥臂驱动控制电路200和下桥臂驱动控制电路300的工作原理为:参考图2和图3,当控制模块100向上桥臂驱动控制电路200的输入端J1-5输入高电平信号时,该高电平信号通过阻抗元件R77,R83 后输出高电平信号至隔离光耦U1的第一输入端2,该高电平信号将隔离光耦U1 导通,隔离光耦U1导通后将该高电平信号通过阻抗元件R111、R76、R81、R112 以及二极管D62输出到第一推免放大电路230中的NPN型三极管Q2,NPN型三极管Q2在该高电平信号下导通,NPN型三极管Q2导通后输出高电平信号,并经过阻抗元件R84、第一死区电路240输出到IGBT模块800的上驱动管的第一控制端7,IGBT模块800的上驱动管导通。其中,由于三极管Q3为PNP型,所以在高电平下不能被导通。在此过程中,当控制模块100控制IGBT模块800的上驱动管导通时,同时会通过第二互锁电路310控制IGBT模块800的下驱动管关闭。具体实现过程为:当控制模块100向上桥臂驱动控制电路200的输入端 J1-5输入高电平信号控制IGBT模块800的上驱动管导通时,即使控制模块100 向下桥臂驱动控制电路300的输入端J1-7输入高电平信号,IGBT模块800的下驱动管也不会被导通。这是因为,上桥臂驱动控制电路300的输入端J1-5输入的高电平信号经过二极管D36、阻抗元件R68、R70以及C60输入到三极管Q4 的第一端1,将三极管Q4导通,三极管Q4导通后会输出低电平信号到隔离光耦U2的第一输入端2,隔离光耦U2不会被导通。这是由于三极管Q4的第三端 3还与第一互锁电路210中的并联连接的阻抗元件R43和R40连接,阻抗元件R43和R40会分担三极管Q4第三端3的电压,因而三极管Q4会输出低电平信号,因而隔离光耦U2不会被导通,其后的第二隔离光耦电路320、第二推免放大电路330、第二死区电路340也不会被导通,进而IGBT模块800的下驱动管就不会被导通。
同理,当控制模块100向下桥臂驱动控制电路300的输入端J1-7输入高电平信号时,该高电平信号通过阻抗元件R43,R40后输出高电平信号至隔离光耦 U2的第一输入端2,该高电平信号将隔离光耦U2导通,隔离光耦U2导通后将该高电平信号通过阻抗元件R106、R44、R49、R107以及二极管D28输出到第二推免放大电路330中的NPN型三极管Q5,NPN型三极管Q5在该高电平信号下导通,NPN型三极管Q5导通后输出高电平信号,并经过阻抗元件R45、第二死区电路340输出到IGBT模块800的下驱动管的第一控制端1,IGBT模块800的下驱动管导通。其中,由于三极管Q6为PNP型,所以在高电平信号下不能被导通。在此过程中,当控制模块100控制IGBT模块800的下驱动管导通时,同时会通过第一互锁电路210控制IGBT模块800的上驱动管关闭。具体实现过程为:当控制模块100向下桥臂驱动控制电路300的输入端J1-7输入高电平信号控制 IGBT模块800的下驱动管导通时,即使控制模块100向上桥臂驱动控制电路200 的输入端J1-5输入高电平信号,IGBT模块800的上驱动管也不会被导通。这是因为,下桥臂驱动控制电路200的输入端J1-7输入的高电平信号经过二极管 D25、阻抗元件R55、R58以及C58输入到三极管Q1的第一端1,将三极管Q1 导通,三极管Q1导通后会输出低电平信号到隔离光耦U1的第一输入端2,隔离光耦U1不会被导通。这是由于三极管Q1的第三端3还与第二互锁电路310 中的并联连接的阻抗元件R83和R77连接,阻抗元件R83和R77会分担三极管 Q1第三端3的电压,因而三极管Q1会输出低电平信号,因而隔离光耦U1不会被导通,其后的第一隔离光耦电路220、第一推免放大电路230、第一死区电路 240也不会被导通,进而IGBT模块800的上驱动管就不会被导通。
其中,第一死区电路240为:在控制模块100控制导通IGBT模块800的上驱动管导通的过程中,第一推挽放大电路230的三极管Q2对电容C65充电,当充电电压达到打开IGBT模块800的上驱动管的驱动电压时,假设充电电压达到打开IGBT模块800的上驱动管的驱动电压时所需要的时间为t1;同时,在控制模块100控制IGBT模块800的下驱动管关断过程中,第一推挽放大电路240 的三极管Q3对电容C65放电,当放电电压达到关断IGBT模块800的下驱动管的驱动电压时,假设放电电压达到关断IGBT模块800的下驱动管的驱动电压时所需要的时间为t2,由于充电的时间t1是DC15V经过三极管Q2和阻抗元件R84 对电容C65充电,且在充电时与电容C65并联的阻抗元件R89分流,而在放电的时间t2是电容C65经过阻抗元件R86和三极管Q3对DC-10V以及电容C65经过阻抗元件R86对地放电,因此上驱动管导通时间t1>下驱动管关断时间t2,因此在需要同时导通上驱动管和关断下驱动管时,导通IGBT模块的时间t1大于关断IGBT模块的时间t2,而t1-t2为IGBT模块的死区时间,控制该死区时间可以避免在IGBT模块在状态切换时同时导通上、下驱动管。
第二死区电路340的作用为:在控制模块100控制导通IGBT模块800的下驱动管导通的过程中,第二推挽放大电路330的三极管Q5对电容C55充电,当充电电压达到打开IGBT模块800的下驱动管的驱动电压时,假设充电电压达到打开IGBT模块800的下驱动管的驱动电压时所需要的时间为t3;同时,在控制模块100控制IGBT模块800的上驱动管关断过程中,第二推挽放大电路340 的三极管Q5对电容C55放电,当放电电压达到关断IGBT模块800的上驱动管的驱动电压时,假设放电电压达到关断IGBT模块800的上驱动管的驱动电压时所需要的时间为t4,由于充电的时间t3是DC15V经过三极管Q5和阻抗元件R45 对电容C55充电,且在充电时与电容C55并联的阻抗元件R48分流,而在放电的时间t4是电容C55经过阻抗元件R47和三极管Q6对DC-10V以及电容C55经过阻抗元件R47对地放电,因此下驱动管导通时间t3>上驱动管关断时间t4,因此在需要同时导通下驱动管和关断上驱动管时,导通IGBT模块的时间t3大于关断IGBT模块的时间t4,而t3-t4为IGBT模块的死区时间,控制该死区时间可以避免在IGBT模块在状态切换时同时导通上、下驱动管。
可选地,继续参考图3,还包括第一保护电路250和第二保护电路350。故障检测电路400包括第一输出端和第二输出端,第一保护电路250的输入端PRO1 和第二保护电路的输入端PRO2均与故障检测电路400的第一输出端电连接,第一保护电路PRO1的输出端与第一隔离电路210的输入端电连接,第二保护电路 350的输出端PRO2与第二隔离电路310的输入端电连接。
其中,参考图3,第一保护电路250包括三极管Q7、电容C95、阻抗元件 R69和R73。其中,阻抗元件R69的第一端与故障检测电路400的第一输出端电连接,阻抗元件R69的第二端与三极管Q7的第一端1电连接,三极管Q7的第二端2接地,三极管Q7的第三端3与第一互锁电路210中的三极管Q1的第三端3电连接,阻抗元件R73的第一端与阻抗元件R69的第二端电连接,阻抗元件R73的第二端与三极管Q7的第二端2电连接,电容C95的第一端与三极管 Q7的第一端1电连接,电容C95的第二端与三极管Q7的第二端2电连接。其中,电容C95起滤除高频干扰信号的作用。
第二保护电路350包括三极管Q8、电容C94、阻抗元件R59和R64。其中,阻抗元件R59的第一端与故障检测电路400的第一输出端电连接,阻抗元件R59 的第二端与三极管Q8的第一端1电连接,三极管Q8的第二端2接地,三极管 Q8的第三端3与第二互锁电路310中的三极管Q4的第三端3电连接,阻抗元件R64的第一端与阻抗元件R59的第二端电连接,阻抗元件R64的第二端与三极管Q8的第二端2电连接,电容C94的第一端与三极管Q8的第一端1电连接,电容C94的第二端与三极管Q8的第二端2电连接。其中,电容C94起滤除高频干扰信号的作用。
可选地,参考图2、图3和图4,故障检测电路400包括上桥臂故障检测电路410、下桥臂故障检测电路420、第三隔离电路430、第四隔离电路440和信号反馈电路450,上桥臂故障检测电路410的输入端与IGBT模块800的源极或者漏极电连接,上桥臂故障检测电路410的输出端与第三隔离电路430的输入端电连接,第三隔离电路430的输出端与信号反馈电路450的第一输入端电连接,下桥臂故障检测电路420的输入端与IGBT模块800的接地端连接,下桥臂故障检测电路420的输出端与第四隔离电路440的输入端电连接,第四隔离电路440的输出端与信号反馈电路450的第二输入端电连接,信号反馈电路450 的第一输出端PRO分别与第一保护电路250的输入端PRO1、第二保护电路350 的输入端PRO2电连接,信号反馈电路450的第二输出端J1-10与控制模块100 电连接。
其中,参考图4,上桥臂故障检测电路410包括比较器U3B、比较器U3A、 NPN型三极管Q9、NPN型三极管Q10、二极管D37、二极管D49、发光二极管D43、电容C67、电容C66、C78、C79、阻抗元件R96、R53、R100、R79、R80、R113、 R114、R115、R85、R88、R150和R152。其中,比较器U3B的正相输入端5与 IGBT模块的上驱动管的源极9电连接,比较器U3B的反相输入端通过阻抗元件 R53接入故障检测电路的第一比较电压H-+10V,比较器U3B的输出端7与阻抗元件R150的第一端电连接,阻抗元件R150的第二端与NPN型三极管Q10的第一端1电连接,NPN型三极管Q10的第二端2接地,NPN型三极管Q10的第三端 3与第三隔离电路430的输入端电连接,阻抗元件R152的第一端与NPN型三极管Q10的第一端1电连接,阻抗元件R152的第二端与NPN型三极管Q10的第二端2电连接,发光二极管D43的阳极与阻抗元件R150的第一端电连接,发光二极管D43的阴极与阻抗元件R85的第一端电连接,阻抗元件R85的第二端与NPN 型三极管Q10的第二端电连接,阻抗元件R88的第一端接入故障检测电路的第一供电电压,即与电源VS+端电连接,阻抗元件R88的第二端与阻抗元件R150 的第一端电连接,电容C67的第一端与比较器U3B的正相输入端5电连接,电容C67的第二端与NPN型三极管Q10的第二端2电连接,阻抗元件R100的第一端与比较器U3B的反相输入端6电连接,阻抗元件R100的第二端与NPN型三极管Q10的第二端2电连接,阻抗元件R96的第一端与第一比较电压H-+10V端电连接,阻抗元件R96的第二端与比较器U3B的正相输入端5电连接,NPN型三极管Q9的第三端3与比较器U3B的反相输入端6电连接,NPN型三极管Q9的第二端2与NPN型三极管Q10的第二端2电连接,NPN型三极管Q9的第一端1 与二极管D49的第二输入端电连接,二极管D49的输出端3与比较器U3A的正相输入端3电连接,比较器U3A的反相输入端通过阻抗元件R114接入故障检测电路的第一比较电压H-+10V,比较器U3A的输出端1与阻抗元件R150的第一端电连接,比较器U3A的第四端与NPN型三极管Q10的第二端电连接,比较器U3A 的第八端8接入故障检测电路的第一供电电压(即与电源VS+连接),二极管 D49的第一输入端与比较器U3B的输出端7电连接,二极管D37的阳极与比较器U3B的输出端7电连接,二极管D37的阴极与阻抗元件R79的第一端电连接,阻抗元件R79的第二端与NPN型三极管Q9的第一端1电连接,电容C66的第一端与NPN型三极管Q9的第一端1电连接,电容C66的第二端与NPN型三极管 Q9的第二端2电连接,阻抗元件R80的第一端与NPN型三极管Q9的第一端1 电连接,阻抗元件R80的第二端与NPN型三极管Q9的第二端2电连接,电容 C78的第一端与NPN型三极管Q9的第一端1电连接,电容C78的第二端与NPN 型三极管Q10的第二端2电连接,电容C79的第一端与NPN型三极管Q9的第一端1电连接,电容C79的第二端与NPN型三极管Q10的第二端2电连接,阻抗元件R113的第一端与二极管D49的输出端3电连接,阻抗元件R113的第二端与NPN型三极管Q10的第二端2电连接,阻抗元件R115的第一端与比较器U3A 的反相输入端2电连接,阻抗元件R115的第二端与NPN型三极管Q10的第二端 2电连接。
其中,三极管Q9、二极管D37、电容C66、阻抗元件R79和R80的作用为:当检测到IGBT模块的上驱动管源极9输出高电平信号时(即出现故障时),该高电平信号通过比较器U3B输出端7输出,通过二极管D37输入到NPN型三极管Q9的第一端1,使NPN型三极管Q9导通,NPN型三极管Q9导通后输出低电平信号,该低电平信号会拉低比较器U3B反相输入端6的电平,从而使比较器 U3B持续输出高电平信号,即保持持续输出故障信号。
下桥臂故障检测电路420包括比较器U4B、比较器U4A、NPN型三极管Q11、 NPN型三极管Q12、二极管D61、二极管D33、发光二极管D31、电容C61、电容 C59、C77、C80、阻抗元件R67、R75、R74、R65、R66、R108、R54、R109、R63、 R57、R155和R153。其中,比较器U4B的正相输入端5与IGBT模块的下驱动管的漏极2电连接,即与IGBT模块的下驱动管供地连接。比较器U4B的反相输入端通过阻抗元件R75接入故障检测电路的第二比较电压L-+10V,比较器U4B的输出端7与阻抗元件R155的第一端电连接,阻抗元件R155的第二端与NPN型三极管Q12的第一端1电连接,NPN型三极管Q12的第二端2接地,NPN型三极管Q12的第三端3与第四隔离电路440的输入端电连接,阻抗元件R153的第一端与NPN型三极管Q12的第一端1电连接,阻抗元件R153的第二端与NPN型三极管Q12的第二端2电连接,发光二极管D31的阳极与阻抗元件R155的第一端电连接,发光二极管D31的阴极与阻抗元件R63的第一端电连接,阻抗元件R63的第二端与NPN型三极管Q12的第二端电连接,阻抗元件R57的第一端接入故障检测电路的第二供电电压(即与电源V+端电连接),阻抗元件R57的第二端与阻抗元件R155的第一端电连接,电容C61的第一端与比较器U3B的正相输入端5电连接,电容C61的第二端与NPN型三极管Q11的第二端2电连接,阻抗元件R74的第一端与比较器U4B的反相输入端6电连接,阻抗元件R74的第二端与NPN型三极管Q11的第二端2电连接,阻抗元件R67的第一端与第一比较电压L-+10V端电连接,阻抗元件R67的第二端与比较器U4B的正相输入端5电连接,NPN型三极管Q11的第三端3与比较器U4B的反相输入端6电连接,NPN 型三极管Q11的第二端2与NPN型三极管Q12的第二端2电连接,NPN型三极管Q11的第一端1与二极管D33的第二输入端电连接,二极管D33的输出端3 与比较器U4A的正相输入端3电连接,比较器U4A的反相输入端2通过阻抗元件R109接入故障检测电路的第二比较电压L-+10V,比较器U4A的输出端1与阻抗元件R155的第一端电连接,比较器U4A的第四端与NPN型三极管Q12的第二端2电连接,比较器U4A的第八端8接入故障检测电路的第二供电电压(即与电源V+端电连接),二极管D33的第一输入端与比较器U4B的输出端7电连接,二极管D61的阳极与比较器U4B的输出端7电连接,二极管D61的阴极与阻抗元件R65的第一端电连接,阻抗元件R65的第二端与NPN型三极管Q11的第一端1电连接,电容C59的第一端与NPN型三极管Q11的第一端1电连接,电容 C59的第二端与NPN型三极管Q11的第二端2电连接,阻抗元件R66的第一端与NPN型三极管Q11的第一端1电连接,阻抗元件R66的第二端与NPN型三极管Q11的第二端2电连接,电容C77的第一端与NPN型三极管Q11的第一端1 电连接,电容C77的第二端与NPN型三极管Q12的第二端2电连接,电容C80 的第一端与NPN型三极管Q11的第一端1电连接,电容C80的第二端与NPN型三极管Q12的第二端2电连接,阻抗元件R108的第一端与二极管339的输出端 3电连接,阻抗元件R108的第二端与NPN型三极管Q12的第二端2电连接,阻抗元件R54的第一端与比较器U4A的反相输入端2电连接,阻抗元件R54的第二端与NPN型三极管Q12的第二端2电连接。
其中,三极管Q11、二极管D61、电容C59、阻抗元件R65和R66的作用为:当检测到IGBT模块的下驱动管漏极2输出高电平信号时(即出现故障时),该高电平信号通过比较器U4B输出端7输出,通过二极管D61输入到NPN型三极管Q11的第一端1,使NPN型三极管Q11导通,NPN型三极管Q11导通后输出低电平信号,该低电平信号会拉低比较器U4B反相输入端6的电平,从而使比较器U4B持续输出高电平信号,即保持持续输出故障信号。
第三隔离电路430包括二极管D47、隔离光耦U5、电容C68、阻抗元件R92、 R93、R94和R95。其中,二极管D47的阳极与上桥臂故障检测电路410的输出端电连接,如与上桥臂故障检测电路410中的NPN型三极管Q10的第三端3电连接,二极管D47的阴极与隔离光耦U5的第一输入端2电连接,二极管D47的阳极还与隔离光耦U5的第二输入端3电连接,隔离光耦U5的第一输出端6与阻抗元件R95的第一端电连接,阻抗元件R95的第二端与信号反馈电路450的第一输入端电连接,阻抗元件R94的第一端与隔离光耦U5的第一输出端6电连接,阻抗元件R94的第二端接入故障检测电路的第三供电电压(即与电源+5V 连接),隔离光耦U5的第二输出端5接地,隔离光耦U5的第三输出端8接入故障检测电路的第三供电电压(即与电源+5V连接),电容C68连接在隔离光耦U5的第二输出端5和第三输出端8之间,阻抗元件R92的第一端与隔离光耦 U5的第一输入端2电连接,阻抗元件R92的第二端接入接入故障检测电路的第一供电电压(即与电源VS+连接),阻抗元件R93的第一端与隔离光耦U5的第一输入端2电连接,阻抗元件R93的第二端与阻抗元件R92的第二端电连接。
第四隔离电路440包括二极管D32、隔离光耦U6、电容C69、阻抗元件R60、R61、R82和R56。其中,二极管D32的阳极与下桥臂故障检测电路420的输出端电连接,如与下桥臂故障检测电路420中的NPN型三极管Q12的第三端3电连接,二极管D32的阴极与隔离光耦U6的第一输入端2电连接,二极管D32的阳极还与隔离光耦U6的第二输入端3电连接,隔离光耦U6的第一输出端6与阻抗元件R56的第一端电连接,阻抗元件R56的第二端与信号反馈电路450的第二输入端电连接,阻抗元件R82的第一端与隔离光耦U6的第一输出端6电连接,阻抗元件R82的第二端接入故障检测电路的第三供电电压(即与电源+5V 连接),隔离光耦U6的第二输出端5接地,隔离光耦U6的第三输出端8接入故障检测电路的第三供电电压(即与电源+5V连接),电容C69连接在隔离光耦U6的第二输出端5和第三输出端8之间,阻抗元件R60的第一端与隔离光耦 U6的第一输入端2电连接,阻抗元件R60的第二端接入故障检测电路的第一供电电压(即与电源VS+连接),阻抗元件R61的第一端与隔离光耦U6的第一输入端2电连接,阻抗元件R61的第二端与阻抗元件R60的第二端电连接。
信号反馈电路450包括PNP型三极管Q13、Q14和NPN型三极管Q15,二极管D27和D30,阻抗元件R91、R110、R51、R52和R42,以及电容C75。其中, PNP型三极管Q13的第一端1与第三隔离电路430的输出端电连接,如与第三隔离电路430中的阻抗元件R95的第二端电连接,PNP型三极管Q13的第二端2 接入+5V电源,PNP型三极管Q13的第三端3通过阻抗元件R91接地;PNP型三极管Q14的第一端1与第四隔离电路440的输出端电连接,如与第四隔离电路440中的阻抗元件R56的第二端电连接,PNP型三极管Q14的第二端2接入+5V 电源,PNP型三极管Q14的第三端3通过阻抗元件110接地;二极管D27的第一输入端1分别与二极管D30的第一输入端1和PNP型三极管Q14的第三端3 电连接,二极管D27的第二输入端2与PNP型三极管Q13的第三端3电连接,二极管D27的输出端与阻抗元件R51的第一端电连接,阻抗元件R51的第二端与NPN型三极管Q15的第一端1电连接,NPN型三极管Q15的第二端2接地, NPN型三极管Q15的第三端3通过阻抗元件R42与控制模块100的J1-10端电连接,阻抗元件R52的第一端与NPN型三极管Q15的第一端1电连接,阻抗元件R52的第二端与NPN型三极管Q15的第二端2电连接,电容C75的第一端与 NPN型三极管Q15的第一端1电连接,电容C752的第二端与NPN型三极管Q15 的第二端2电连接,二极管D30的第二输入端2与PNP型三极管Q13的第三端 3电连接,二极管D30的输出端PRO分别与第一保护电路250的输入端PRO1和第二保护电路350的输入端PRO2电连接。
此外,参考图4,故障检测电路400还包括二极管D46、D48、D35和D34,以及阻抗元件R97和R72。其中,二极管D46的阴极与IGBT模块的上驱动管的源极9电连接,二极管D46的阳极与二极管D48的阴极电连接,二极管D48的阳极与阻抗元件R97的第一端电连接,阻抗元件R97的第二端与上桥臂故障检测电路410的输入端电连接,如与上桥臂故障检测电路410中的比较器U3B的正相输入端电连接;二极管D35的阴极与IGBT模块的下驱动管的漏极2供地,二极管D35的阳极与二极管D34的阴极电连接,二极管D34的阳极与阻抗元件 R72的第一端电连接,阻抗元件R72的第二端与下桥臂故障检测电路420的输入端电连接,如与下桥臂故障检测电路420中的比较器U4B的正相输入端电连接。
参考图2、图3和图4,在本实施例的技术方案中,该故障检测电路400的工作原理为:当检测到IGBT模块的上驱动管的源极9输出高电平信号时,该高电平信号经二极管D46、D48和阻抗元件R97输出到比较器U3B的正相输入端5,由于比较器U3B的反相输入端6输入的第一比较电压H-+10V被阻抗元件R53分压后输出的电压小于比较器U3B的正相输入端5输入的电压,因而比较器U3B 输出端7输出高电平信号,该高电平信号经阻抗元件R150输出到NPN型三极管 Q10的第一端1,并将NPN型三极管Q10导通,同时该高电平信号还点亮发光二极管D43(通过发光二极管警示发生故障),NPN型三极管Q10导通后产生压降,并经二极管D47输出到隔离光耦U5的输入端2,将隔离光耦U5导通,隔离光耦U5导通输出低电平信号,该低电平信号经阻抗元件R95输出到PNP型三极管 Q13的第一端1,并将PNP型三极管Q13导通,PNP型三极管Q13导通后其第三端3输出高电平信号,该高电平信号分别输出到二极管D30的第二输入端2和二极管D27的第二输入端2。该高电平信号通过二极管D30的第二输入端2输出到第一保护电路250的输入端PRO1和第二保护电路350的输入端PRO2,该高电平信号经过第一保护电路250的阻抗元件R69、R73和电容C95输入到NPN 型三极管Q7的第一端1,将NPN型三极管Q7导通,NPN型三极管Q7导通后,拉低第一互锁电路210的NPN型三极管Q1第三端3输出的电平,使第一隔离电路220的隔离光耦U1的输入端为低电平而无法导通,从而使得上桥臂驱动控制电路200被关断,进而关闭IGBT模块的上驱动管;同理,输入到第二保护电路350的输入端PRO2的高电平信号,经过第二保护电路350的阻抗元件R59、R64 和电容C94输入到NPN型三极管Q8的第一端1,将NPN型三极管Q8导通,NPN 型三极管Q8导通后,拉低第二互锁电路310的NPN型三极管Q4第三端3输出的电平,使第二隔离电路320的隔离光耦U2的输入端为低电平而无法导通,从而使得下桥臂驱动控制电路300被关断,进而关闭IGBT模块的下驱动管。同时,该高电平信号通过二极管D27的第二输入端2输出,经阻抗元件R51输出到NPN 型三极管Q15的第一端1,将NPN型三极管Q15导通,NPN型三极管Q15导通后将该高电平信号经阻抗元件R42反馈到控制模块100的J1-10端,控制模块100 根据该反馈的电平信号对驱动电路的故障做出相应的处理。
当检测到IGBT模块的下驱动管的漏极2输出高电平信号时,该高电平信号经二极管D35、D34和阻抗元件R72输出到比较器U4B的正相输入端5,由于比较器U4B的反相输入端6输入的第二比较电压L-+10V被阻抗元件R75分压后输出的电压小于比较器U4B的正相输入端5输入的电压,因而比较器U4B输出端 7输出高电平信号,该高电平信号经阻抗元件R155输出到NPN型三极管Q12的第一端1,并将NPN型三极管Q12导通,同时该高电平信号还点亮发光二极管 D31(通过发光二极管警示发生故障),NPN型三极管Q12导通后产生压降,并经二极管D32输出到隔离光耦U6的输入端2,将隔离光耦U6导通,隔离光耦 U6导通输出低电平信号,该低电平信号经阻抗元件R56输出到PNP型三极管Q14 的第一端1,并将PNP型三极管Q14导通,PNP型三极管Q14导通后其第三端3 输出高电平信号,该高电平信号分别输出到二极管D30的第一输入端1和二极管D27的第一输入端1。该高电平信号通过二极管D30的第一输入端1输出到第一保护电路250的输入端PRO1和第二保护电路350的输入端PRO2,该高电平信号经过第一保护电路250的阻抗元件R69、R73和电容C95输入到NPN型三极管Q7的第一端1,将NPN型三极管Q7导通,NPN型三极管Q7导通后,拉低第一互锁电路210的NPN型三极管Q1第三端3输出的电平,使第一隔离电路 220的隔离光耦U1的输入端为低电平而无法导通,从而使得上桥臂驱动控制电路200被关断,进而关闭IGBT模块的上驱动管;同理,输入到第二保护电路350的输入端PRO2的高电平信号,经过第二保护电路350的阻抗元件R59、R64 和电容C94输入到NPN型三极管Q8的第一端1,将NPN型三极管Q8导通,NPN 型三极管Q8导通后,拉低第二互锁电路310的NPN型三极管Q4第三端3输出的电平,使第二隔离电路320的隔离光耦U2的输入端为低电平而无法导通,从而使得下桥臂驱动控制电路300被关断,进而关闭IGBT模块的下驱动管。同时,该高电平信号通过二极管D27的第一输入端1输出,经阻抗元件R51输出到NPN 型三极管Q15的第一端1,将NPN型三极管Q15导通,NPN型三极管Q15导通后将该高电平信号经阻抗元件R42反馈到控制模块100的J1-10端,控制模块100 根据该反馈的电平信号对驱动电路的故障做出相应的处理。
图5是本实用新型实施例中提供的一种IGBT驱动电路的电流检测电路的电路图,参考图5,该电流检测电路500包括第一检流电阻510、采样隔离电路 520和信号放大电路530,其中,第一检流电阻510的第一端接入第一供电电源,第一检流电阻510的第二端接地,第一检流电阻510的第三端与采样隔离电路 520的输入端电连接,采样隔离电路520的输出端与信号放大电路530的输入端电连接,信号放大电路530的输出端与控制模块100电连接。其中,第一供电电源为外部通过接线端子J2和J3输入到IGBT模块的10/11引脚的电流。
其中,采样隔离电路520包括隔离放大芯片U7、电容C47、电容C41、二极管D19以及阻抗元件R25、R41、R26和R33。其中,阻抗元件R25的第一端与第一检流电路510的输出端电连接,阻抗元件R25的第二端与隔离放大芯片 U7的第一输入端2电连接,隔离放大芯片U7的第二输入端1接入电流检测电路的第一供电电压,即与电源VDD1连接,隔离放大芯片U7的第三输入端3和第四输入端4与第一接地端SGND连接,隔离放大芯片U7的第一输出端7通过阻抗元件R26与信号放大电路530的第一输入端电连接,隔离放大芯片U7的第二输出端6与信号放大电路530的第二输入端电连接,隔离放大芯片U7的第三输出端5与第二接地端电连接,隔离放大芯片U7的第五输入端8接入电流检测电路的第二供电电压,即与+5V电源连接,二极管D19包括第一二极管和第二二极管,其中,第一二极管的阴极2、第二二极管的阳极1与隔离放大芯片U7 的第一输入端2电连接,第一二极管的阳极3和第二二极管的阴极3与第一接地端SGND电连接,电容C47的第一端与隔离放大芯片U7的第一输入端2电连接,电容C47的第二端与第一接地端SGND电连接,电容C41的第一端与电源 VDD1电连接,电容C41的第二端与第一接地端SGND电连接。
信号放大电路530包括比较器U8B和U8A,电容C48、C45和C51,阻抗元件R35、R36、R31、R32、R38、R34和R27。其中,比较器U8A的正相输入端3 与采样隔离电路520的阻抗元件R26的第二端电连接,比较器U8A的反相输入端2与采样隔离电路520的阻抗元件R33的第二端电连接,比较器U8A的输出端1与阻抗元件R31的第一端电连接,阻抗元件R31的第二端与比较器U8B的反相输入端6电连接,比较器U8B的正相输入端5通过阻抗元件R38接地,比较器U8B的输出端7与阻抗元件R34的第一端电连接,阻抗元件R34的第二端与控制模块100的J1-15端口电连接,阻抗元件R32连接在比较器U8B的反相输入端6和输出端7之间,比较器U8A的输入端4接入VEE电源,比较器U8A 的输入端8接入VDD电源,电容C45的第一端与比较器U8A的输入端8电连接,电容C45的第二端与电容C48的第一端电连接,电容C48的第二端与比较器U8A 的正相输入端3电连接,阻抗元件R35的第一端与比较器U8A的正相输入端3 电连接,阻抗元件R35的第二端与电容C45的第二端连接后接地,阻抗元件R27 的第一端与比较器U8A的输出端1电连接,阻抗元件R27的第二端与控制模块 100的J1-14端口电连接。其中,当控制模块100的J1-14端口或J1-15端口检测到有正电压输出时,可以根据该检测到的正电压的大小计算出流经IGBT模块的电流的大小。
可选地,参考图5,第一检流电阻510包括并联连接的第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101和第三锰铜电阻J102,第一锰铜电阻J100的第二端2、第二锰铜电阻J101的第二端2和第三锰铜电阻J102的第二端2相互电连接,第一锰铜电阻J100的第三端3、第二锰铜电阻J101的第三端3和第三锰铜电阻J102的第三端3相互电连接,第一锰铜电阻J100的第六端6、第二锰铜电阻 J101的第六端6和第三锰铜电阻J102的第六端6相互电连接,第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第二端、第一锰铜电阻 J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第三端、第一锰铜电阻 J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第六端相互电连接后并与IGBT模块的漏极或者源极、以及采样隔离电路520的阻抗元件R25的第一端电连接,第一锰铜电阻J100的第一端1、第二锰铜电阻J101的第一端1和第三锰铜电阻J102的第一端1相互电连接,第一锰铜电阻J100的第四端4、第二锰铜电阻J101的第四端4和第三锰铜电阻J102的第四端4相互电连接,第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101和第三锰铜电阻J102各自的第一端与第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101和第三锰铜电阻J102各自的第四端相互连接后并与第一供电电源输出端电连接,第一供电电源输出端为接线端子J2和 J3的输出端,第一锰铜电阻J100的第五端5、第二锰铜电阻J101的第五端5 和第三锰铜电阻J102的第五端5均与第一接地端SGND电连接。
其中,第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第二端、第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第三端、第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第六端相互电连接后并与IGBT模块的漏极或者源极连接包括:第一锰铜电阻 J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第二端、第一锰铜电阻 J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第三端、第一锰铜电阻 J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第六端相互电连接后与IGBT模块的上驱动管和下驱动管的公共端10/11脚连接,第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102可以为100A50mV的锰铜电阻。
其中,第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101和第三锰铜电阻J102的作用为:当有电流从接线端子J2和J3流经第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101 和第三锰铜电阻J102,然后再流到IGBT模块时,第一锰铜电阻J100的第六端 6的电压、第二锰铜电阻J101的第六端6的电压、第三锰铜电阻J102的第六端6的电压与第一锰铜电阻J100的第五端5的电压、第二锰铜电阻J101的第五端5的电压和第三锰铜电阻J102的第五端5的电压相同。这是因为:假设第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101和第三锰铜电阻J102为锰铜电阻100A 50mV,假设流入的电流为150A,则流过第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101 和第三锰铜电阻J102的电流均为50A,由于锰铜电阻100A 50mV的电阻为0.5m Ω,因此,第一锰铜电阻J100的第六端6的电压、第二锰铜电阻J101的第六端6的电压、第三锰铜电阻J102的第六端6的电压、第一锰铜电阻J100的第五端5的电压、第二锰铜电阻J101的第五端5的电压和第三锰铜电阻J102的第五端5的电压均为25mV,且电流的方向与电压的方向相同。
在本实施例的技术方案中,该电流检测电路的工作原理为:参考图5,当有电流从接线端子J2和J3流入第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101和第三锰铜电阻J102,然后再从第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第二端、第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第三端、第一锰铜电阻J100、第二锰铜电阻J101、第三锰铜电阻J102各自的第六端相互电连接端流出(即,流入到IGBT模块的上驱动管和下驱动管的公共端10/11),采样隔离电路520采集流入到IGBT模块的上驱动管和下驱动管的公共端10/11的电流。该采样电流分别经阻抗元件R25流入到隔离放大芯片U7的第一输入端2和经二极管D19流入到隔离放大芯片U7 的第二输入端3,然后该电流分别从隔离放大芯片U7的第一输出端7经阻抗元件R26流入比较器U8A的正相输入3和从第二输出端6经阻抗元件R33流入比较器U8A的反相输入端2,电流从隔离放大芯片U7的第一输入端2流到隔离放大芯片U7的第二输出端6会产生一定的电压差,记为第一电压差,电流从隔离放大芯片U7的第二输入端3流到隔离放大芯片U7的第一输出端7会产生一定的电压差,记为第二电压差,其中,第一电压差会流入比较器U8A的反相输入端2,第二电压差会流入到比较器U8A的正相输入端3,当第一电压差与第二电压差不同时(即检测到第一锰铜电阻J100的第五端5、第二锰铜电阻J101的第五端5和第三锰铜电阻J102的第五端5与各自的第六端产生电压差),比较器U8A会输出电压。当第二电压差大于第一电压差时,该输出电压经阻抗元件R31、比较器U8B和R34输出到控制模块100的J1-15端口;当第二电压差小于第一电压差时,该输出电压输出到控制模块100的J1-14端口。由此可知,根据控制模块100的J1-14端口或J1-15端口检测到的电压信号,可以计算出流经IGBT模块的电流以及可以判断出该电流的流向。具体地,当控制模块100的 J1-14端口检测到有正向电压时,可以根据该正向电压判断出电流从第一锰铜电阻J100的第五端5、第二锰铜电阻J101的第五端5和第三锰铜电阻J102的第五端5流入到第一锰铜电阻J100的第六端6、第二锰铜电阻J101的第六端6、第三锰铜电阻J102的第六端6;当控制模块100的J1-15端口检测到有正向电压时,可以根据该正向电压判断出电流从第一锰铜电阻J100的第六端6、第二锰铜电阻J101的第六端6、第三锰铜电阻J102的第六端6流入到第一锰铜电阻J100的第五端5、第二锰铜电阻J101的第五端5和第三锰铜电阻J102的第五端5。
可选地,电源供电模块600包括第二供电电源、第一DC-DC电路610、第二DC-DC电路620、第三DC-DC电路630和第四DC-DC电路640,第二供电电源的输出端分别与第一DC-DC电路610和第二DC-DC电路620电连接,第一DC-DC 电路610与第三DC-DC电路630电连接,第二DC-DC电路620与第四DC-DC电路640电连接。其中,第二供电电源为外部输入的直流15V的VBB电源。
第一DC-DC电路610用于将第二供电电源输出的电压转换为上桥臂驱动控制电路200、第三DC-DC电路630的供电电压,以及故障检测电路400的第一供电电压;第二DC-DC电路620用于将第二供电电源输出的电压转换为下桥臂驱动控制电路300、第四DC-DC电路640的供电电压,以及故障检测电路400 的第二供电电压。
图6是本实用新型实施例中提供的一种IGBT驱动电路的第一和第二DC-DC 电路的电路图,参考图6,第一DC-DC电路610和第二DC-DC电路620均包括电源芯片U9、二极管D5,电容C22、C21、C14、C23、C24和C15,阻抗元件R17、R18、R19和R13,其中,电容C22的第一端与电源芯片U9的第一输入端1电连接,电容C22的第二端接地,阻抗元件R17并联连接在电容C22的两端,电容 C21的第一端与电源芯片U9的CT端5和DISCHARGE端7电连接,电容C21的第二端接地,阻抗元件R18的第一端与电源芯片U9的RT端6电连接,阻抗元件R18的第二端接地,二极管D5的阳极与第二供电电源VBB连接,二极管D5 的阴极与电源芯片U9的SOFT-START端8电连接,电容C14的第一端和电容C23 的第一端均与电源芯片U9的SOFT-START端8电连接,电容C14的第二端和电容C23的第二端均接地,阻抗元件R13的第一端与电源芯片U9的第二输入端2 电连接,阻抗元件R13的第二端与电源芯片U9的VREF端16电连接,电源芯片 U9的Vi端15和VC端13与第二供电电源VBB连接,电容C15的第一端与第二供电电源VBB连接,电容C15的第二端与电源芯片U9的GND端12电连接,电源芯片U9的第一输出端14与第一DC-DC电路610的输入端电连接,电源芯片 U9的第二输出端11与第二DC-DC电路620的输入端电连接,阻抗元件R19的第一端与电源芯片U9的SHUTDOWN端10电连接,阻抗元件R19的第二端与第二 DC-DC电路620的输入端电连接,电容C24的第一端与电源芯片U9的COMP端电连接,电容C24的第二端与第二DC-DC电路620的输入端电连接。其中,电源芯片U9的第一输出端14和第二输出端11的电平信号为相反的,即当第一输出端14输出为高电平信号时,第二输出端11输出为低电平信号,当第一输出端14输出为低电平信号时,第二输出端11输出为高电平信号。
继续参考图6,第一DC-DC电路610还包括NPN型三极管Q18、PNP型三极管Q19、变压器T1,二极管D11、D12、D13,电容C30、C62、C29、C31、C64、 C37、C26,阻抗元件R21、R20、R16。其中,阻抗元件R16的第一端与电源芯片U9的第二输出端11电连接,阻抗元件R16的第二端分别与NPN型三极管Q18 的第一端1和PNP型三极管Q19的第一端1电连接,NPN型三极管Q18的第二端2与第二供电电源VBB连接,NPN型三极管Q18的第三端3与PNP型三极管 Q19的第三端3电连接,PNP型三极管Q19的第二端2接地,NPN型三极管Q18 的第三端3与变压器T1的主线圈T1n0的第二端4电连接,二极管D12的阴极和二极管D11的阳极均与变压器T1的副线圈T1n2的第一端7电连接,二极管 D11的阴极与电容C62的第一端电连接,电容C62的第二端与电源VS-连接,阻抗元件R21的第一端与电源VS-连接,阻抗元件R21的第二端接地,电容C30并联连接在阻抗元件R21的两端,阻抗元件R20的第一端分别与电源VS+和二极管D11的阴极电连接,阻抗元件R20的第二端接地,阻抗元件R20的第二端还与变压器T1的副线圈T1n2的第二端6电连接,电容C64、C27和C26分别连接在二极管D11的阴极和变压器T1的副线圈T1n2的第二端6之间,二极管D12 的阳极与二极管D13的阴极电连接,二极管D13的阳极与电源VS-连接,电容 C29和C31并联连接后的一端与二极管D12的阳极电连接,并联后的另一端接地。第一DC-DC电路610用于将外部输入的直流15V的第二供电电源VBB转换输出为直流15V的VS+电源和直流-10V的VS-电源。第一DC-DC电路610输出的直流15V的VS+电源和直流-10V的VS-电源分别用于给上桥臂驱动控制电路 200、第三DC-DC电路630以及故障检测电路400提供VS+电源和VS-电源。
参考图6,第二DC-DC电路620还包括NPN型三极管Q16、PNP型三极管Q17、变压器T1,二极管D4、D7、D6,电容C86、C53、C87、C19、C83、C57、C10、 C9、C13和C16,阻抗元件R14、R12、R15。其中,阻抗元件R15的第一端与电源芯片U9的第一输出端电连接,阻抗元件R15的第二端分别与NPN型三极管Q16的第一端1和PNP型三极管Q17的第一端1电连接,NPN型三极管Q16的第二端接入第二供电电源VBB,NPN型三极管Q16的第三端3与PNP型三极管Q17 的第三端3电连接,PNP型三极管Q17的第二端2接地,电容C9、C13和C16 并联连接后的一端与PNP型三极管Q17的第三端3电连接,电容C9、C13和C16 并联连接后的另一端与变压器T1的主线圈T1n0的第一端2电连接,变压器T1 的副线圈T1n1的第一端9分别与二极管D4的阳极和二极管D6的阴极电连接,二极管D4的阴极与电容C53的第一端电连接,电容C53的第二端与电源V-连接,阻抗元件R14的第一端与电源V-连接,阻抗元件R14的第二端接地,电容 C86并联连接在阻抗元件R14的两端,阻抗元件R12的第一端分别与电源V+和二极管D4的阴极电连接,阻抗元件R12的第二端接地,阻抗元件R12的第二端还与变压器T1的副线圈T1n1的第二端8电连接,电容C83、C57和C10分别连接在二极管D4的阴极和变压器T1的副线圈T1n1的第二端8之间,二极管D6 的阳极与二极管D7的阴极电连接,二极管D7的阳极与电源V-连接,电容C87 和C19并联连接后的一端与二极管D6的阳极电连接,并联后的另一端接地。其中,第一DC-DC电路610用于将外部输入的直流15V的第二供电电源转换输出为直流15V的V+电源和直流-10V的V-电源。第二DC-DC电路620输出的直流 15V的V+电源和直流-10V的V-电源分别给下桥臂驱动控制电路300、第四DC-DC 电路640以及故障检测电路400提供直流15V的V+电源和直流-10V的V-电源。
在本实施例的技术方案中,该第一DC-DC电路610和第二DC-DC电路620 的工作原理为:参考图6,电源芯片U9与控制模块100电连接,当电源芯片U9 的第一输出端14输出高电平信号时,电源芯片U9的第二输出端11输出低电平,电源芯片U9将外部电源VBB输入的电压分别输出到NPN型三极管Q16的第一端1和PNP型三极管Q19的第一端1,NPN型三极管Q16在高电平信号下导通,NPN 型三极管Q16导通后将电压输送到变压器T1的主线圈T1n0,该电压通过变压器T1的副线圈T1n1以及二极管、阻抗元件等辅助电路输出直流+15V的V+电压和直流-10V的V-电压;同时,PNP型三极管Q19在低电平信号下导通,PNP型三极管Q19导通后将电压输送到变压器T1的主线圈T1n0,该电压再通过变压器T1的副线圈T1n2以及二极管、阻抗元件等辅助电路输出直流+15V的VS+电压和直流-10V的VS-电压。
同理,当电源芯片U9的第一输出端14输出低电平信号时,电源芯片U9的第二输出端11输出高电平信号,电源芯片U9将外部电源VBB输入的电压分别输出到PNP型三极管Q17的第一端1和NPN型三极管Q18的第一端1,PNP型三极管Q17在低电平信号下导通,PNP型三极管Q17导通后将电压输送到变压器 T1的主线圈T1n0,该电压通过变压器T1的副线圈T1n1以及二极管、阻抗元件等辅助电路输出直流+15V的V+电压和直流-10V的V-电压;同时,NPN型三极管Q18在高电平信号下导通,NPN型三极管Q18导通后将电压输送到变压器T1 的主线圈T1n0,该电压再通过变压器T1的副线圈T1n2以及二极管、阻抗元件等辅助电路输出直流+15V的VS+电压和直流-10V的VS-电压。
图7是本实用新型实施例中提供的一种IGBT驱动电路的第三DC-DC电路的电路图,参考图7,第三DC-DC电路630包括电源芯片U10、电容C71、阻抗元件R101和R102,电源芯片U10的输入端1接入电源VS+,电源芯片U10的第一输出端2、第二输出端3、第三输出端6和第四输出端7相互连接,且相互连接后输出H-+10V的电源,电源芯片U10的第一输出端2分别与阻抗元件R101 的第一端和电容C71的第一端电连接,阻抗元件R101的第二端与阻抗元件R102 的第一端电连接,阻抗元件R102的第二端接地,电容C71的第二端接地,电源芯片U10的ADJ端4与阻抗元件R101的第二端电连接。其中,第三DC-DC电路 630的作用是把第一DC-DC电路610输出的直流15V的V+电源和直流-10V的V- 电源转换为直流10V的H-+10V的电源。第三DC-DC电路630输出的直流10V的 H-+10V的电源用于为上桥臂故障检测电路410提供第一比较电压H-+10V。
图8是本实用新型实施例中提供的一种IGBT驱动电路的第四DC-DC电路的电路图,参考图8,第四DC-DC电路640包括电源芯片U11、电容C72、阻抗元件R103和R104,电源芯片U11的输入端1接入电源V+,电源芯片U11的第一输出端2、第二输出端3、第三输出端6和第四输出端7相互连接,且相互连接后输出L-+10V的电源,电源芯片U11的第一输出端2分别与阻抗元件R103 的第一端和电容C72的第一端电连接,阻抗元件R103的第二端与阻抗元件R104的第一端电连接,阻抗元件R104的第二端接地,电容C72的第二端接地,电源芯片U11的ADJ端4与阻抗元件R103的第二端电连接。其中,其中,第四DC-DC 电路640的作用是把第二DC-DC电路620输出的直流15V的VS+电源和直流-10V 的VS-电源转换为直流10V的L-+10V的电源。第四DC-DC电路640输出的直流 15V的VS+电源和直流-10V的VS-电源可以为下桥臂故障检测电路420提供第二比较电压L-+10V。
可选地,电源供电模块600还包括第三供电电源、第五DC-DC电路650和第六DC-DC电路660,第三供电电源的输出端分别与第五DC-DC电路650和第六DC-DC电路660电连接;其中,第三供电电源为外部输入的直流+15V的VDD 电源。
第五DC-DC电路650用于将第三供电电源输出的电压转换为温度检测电路700的供电电压、电流检测电路500的第一供电电压和故障检测电路400的第三供电电压,第六DC-DC电路660用于将第三供电电源输出的电压转换为电流检测电路500的第二供电电压。其中,电流检测电路500的第一供电电压是指电流检测电路中的隔离放大芯片U7的+5V电源端8提供+5V的电压;电流检测电路500的第二供电电压是指电流检测电路中的隔离放大芯片U7的电源端1输入的VDD1电源提供+5V的电压。故障检测电路400的第三供电电压是指故障检测电路400中的+5V的电压。
图9是本实用新型实施例中提供的一种IGBT驱动电路的第五DC-DC电路的电路图,参考图9,第五DC-DC电路650包括电源芯片U12、发光二极管D2、阻抗元件R2、电感L1,以及电容C33、C35、C5、C98、C1、C2、C3、C44和C46。其中,外部电源VDD通过电感L1与电源芯片U12的输入端1电连接,电源芯片 U12的GND端2接地,电源芯片U12的输出端输出+5V的电压,电容C98和电容 C5并联连接在电源芯片U12的输入端1和GND端2之间,电容C33和C35并联连接后的第一端与外部电源VDD端连接,另一端接地,阻抗元件R2的第一端与电源芯片U12的输出端3电连接,阻抗元件R2的第二端与发光二极管D2的阳极电连接,发光二极管D2的阴极接地,电容C1、C2、C3、C44和C46并联连接在电源芯片U12的输出端3和GND端2之间。其中,电容C33可以为1uF的电容,起稳压作用。电容C35可以为100nF的电容,起滤波作用。第五DC-DC电路650用于将外部输入的直流+15V的VDD电源通过电源芯片U12、电感L1、电容等输出+5V的电压。第五DC-DC电路650输出的+5V的电压用于为温度检测电路700、下桥臂驱动控制电路300、第四DC-DC电路640、电流检测电路500(其中,可以为电流检测电路中的隔离放大芯片U7的+5V电源端8提供+5V的电压) 和故障检测电路提供+5V的电源。
图10是本实用新型实施例中提供的一种IGBT驱动电路的第六DC-DC电路的电路图,参考图9,第六DC-DC电路660包括电源芯片U13、电源芯片U14、 NPN型三极管Q20、PNP型三极管Q21、变压器T2、电感L2、二极管D17、D18 和D50,阻抗元件R156、R23、R24、R22和R105,以及电容C90、C43、C34、 C37、C36、C39、C38、C40和C42。其中,电源芯片U14的VCC端8接入外部电源VDD,阻抗元件R22的第一端接入外部电源VDD,阻抗元件R22的第二端与电源芯片U14的DISCH端7电连接,阻抗元件R105的第一端与电源芯片U14的 DISCH端7电连接,阻抗元件R105的第二端通过电容C90接地,电容C90的第一端与电源芯片U14的THRES端6电连接,电容C90的第二端接地,二极管D50 的阳极与电源芯片U14的DISCH端7电连接,二极管D50的阴极与阻抗元件R105 的第二端电连接,电容C43的第一端与电源芯片U14的CONT端5电连接,电容 C43的第二端接地,电容C34的第一端与电源芯片U14的VCC端8电连接,电容C34的第二端与电源芯片U14的GND端1电连接,二极管D50的阴极还与电源芯片U14的TRIG端2电连接,电源芯片U14的复位端4接入外部电源VDD,电源芯片U14的输出端3分别与NPN型三极管Q20的第一端1和PNP型三极管 Q21的第一端1电连接,NPN型三极管Q20的第三端3接入外部电源VDD,NPN 型三极管Q20的第二端2与PNP型三极管Q21的第二端2电连接,PNP型三极管Q21的第三端3接地,阻抗元件R24的第一端与电源芯片U14的输出端电连接,阻抗元件R24的第二端接地端。电容C37的第一端与NPN型三极管Q20的第二端2电连接,电容C37的第二端与阻抗元件R23的第一端电连接,阻抗元件R23的第二端与变压器T2主线圈的第一端1电连接,PNP型三极管Q21的第三端3还与变压器T2主线圈的第二端2电连接,变压器T2的副线圈的第一端 3与电容C36的第一端电连接,电容C36的第二端分别与二极管D17的第一端和二极管D18的第一端电连接,二极管D17的第二端1与二极管D18的第二端 1电连接后与变压器T2的副线圈的第二端4电连接,二极管D17的第三端2与二极管D18的第三端2电连接后与电源芯片U13的输入端8电连接,电源芯片 U13的GND端7和GND端6连接后与变压器T2的副线圈的第二端4电连接,电容C38和C39并联连接后的第一端与电源芯片U13的输入端8电连接,并联后的第二端与电源芯片U13的GND端6/7电连接,电源芯片U13的输出端1通过电感L2输出+5V的VDD1电源,电感L2的第一端与电源芯片U13的输出端1电连接,阻抗元件R156的第一端与电感L2的第二端电连接,阻抗元件R156的第二端与第一接地端SGND连接,电容C40的第一端与电源芯片U13的输出端1电连接,电容C40的第二端与第一接地端SGND连接,电容C42的第一端与电感 L2的第二端电连接,电容C42的第二端与第一接地端SGND连接。其中,电容 C42可以为100nF的电容,起滤波作用。第六DC-DC电路660用于将外部输入的直流+15V的VDD电源通过电源芯片U14、电源芯片U13、电感L2、电容等输出+5V的电压。第六DC-DC电路660输出的+5V的电压用于为电流检测电路500 (其中,可以为电流检测电路中的隔离运放芯片U7的电源端1输入的VDD1电源提供+5V的电压)。
可选地,温度检测电路700包括第二检流电阻R8和比较放大电路,IGBT 模块800包括温敏电阻R0,第二检流电阻R8的第一端与温度检测电路700的供电端电连接,第二检流电阻R8的第二端与温敏电阻R0的第一端电连接,温敏电阻R0的第二端接地;第二检流电阻R8的第二端还与比较放大电路的第一输入端电连接,比较放大电路的第二输入端接入第一参考电压,比较放大电路的输出端与控制模块100电连接。
图11是本实用新型实施例中提供的一种IGBT驱动电路的温度检测电路的电路图,参考图11,该温度检测电路700包括第二检流电阻R8、比较器U15A、比较器U15B、二极管D1、电容C96、C6、阻抗元件R3、R7、R11、R98、R4、 R5、R9、R10和R6。其中,阻抗元件R3的第一端接入+5V电源,阻抗元件 R3的第二端与第二检流电阻R8的第一端电连接,第二检流电阻R8的第二端与阻抗元件R7的第一端电连接,阻抗元件R7的第二端分别与二极管D1的第三端3和比较器U15的正相输入端3电连接,二极管D1的第一端2接入+5V 的电源,二极管D1的第二端1接地,比较器U15A的正相输入端3还通过电容 C6接地,比较器U15A的反相输入端2通过阻抗元件R6与比较器U15B的输出端7电连接,比较器U15B的反相输入端6与输出端7连接,阻抗元件R5的第一端接入+5V的电源,阻抗元件R5的第二端分别与比较器U15B的正相输入端5和阻抗元件R9的第一端电连接,阻抗元件R9的第二端接地,比较器U15A 的输出端1与阻抗元件R4的第一端电连接,阻抗元件R4的第二端与控制模块 100的J1-9端口连接,阻抗元件R10连接在比较器U15A的反相输入端2和输出端1之间,阻抗元件R98的第一端与比较器U15A的输出端1电连接,阻抗元件R98的第二端接地,电容C96的第一端与阻抗元件R4的第二端电连接,电容C96的第二端接地。其中,电容C96起滤波作用。第二检流电阻R8的第一端还与IGBT模块800的温敏电阻R0的第一端电连接,第二检流电阻R8的第二端还与IGBT模块800的温敏电阻R0的第二端电连接,通过第二检流电阻R8 检测IGBT模块800的温敏电阻R0两端的电压,并将检测的电压输入到比较器U15A的正相输入端3,正常温度情况下,比较器U15A正相输入端3和反相输入端2的电压值相同,不会有电压差。当IGBT模块800的温度异常时,温敏电阻 R0两端的电压差会发生变化,进而第二检流电阻R8两端的电压差也会发生相应的变化,则输入到比较器U15A的正相输入端3的电压大小与比较器U15A反相输入端2的电压大小不同,因而比较晚U15A会输出电压到控制模块100。因而,通过控制模块100检测比较器U15A的输出端1是否有电压输出,进而可以检测出IGBT模块800的温度是否异常。
需要说明的是,本实用新型实施例中所述的接地端为同一接地端,但与本实用新型实施例中的第一接地端SGND为不同的接地端,即不供地。
注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。