CN216564922U - 一种设置有门极开通电压控制的igbt驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路，包括PWM脉冲宽度调制器、VCC正电源端、第一VEE负电源端、IGBT门极、第一NPN开关管、第一PNP开关管和第一电阻，PWM脉冲宽度调制器分别与第一NPN开关管的基极和第一PNP开关管的基极电性连接，第一NPN开关管的集电极与VCC正电源端电性连接，第一PNP开关管的集电极与第一VEE负电源端电性连接，第一NPN开关管的发射极和第一PNP开关管的发射极分别通过第一电阻与IGBT门极电性连接，PWM脉冲宽度调制器和第一NPN开关管、第一PNP开关管之间设置有速度控制电路。速度控制电路的设计，减小了IGBT门极驱动信号的传输延迟，加快了IGBT门极开通的响应速度，避免了PWM脉冲宽度调制器占空比丢失和系统响应慢的问题。

Description

一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路

技术领域

本实用新型涉及IGBT门极控制技术领域，更具体地说，涉及一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路。

背景技术

在大功率IGBT使用中，由于电压变化率dv/dt和电流变化率di/dt较大会对系统产生较大的干扰和IGBT损坏风险，为了降低dv/dt和di/dt，通常会设计较慢的开关速度，即门极电压上升速度慢，但会导致门极电压从负压到0V的上升时间较长，使驱动的传输延时非常长，导致控制过程中占空比丢失的问题，使系统响应和控制精度受影响，本实用新型针对以上问题提出了一种新的解决方案。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路，以解决背景技术中所提到的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路，包括PWM脉冲宽度调制器、VCC正电源端、第一VEE负电源端、IGBT门极、第一NPN开关管、第一PNP开关管和第一电阻，所述PWM脉冲宽度调制器分别与所述第一NPN开关管的基极和所述第一PNP开关管的基极电性连接，第一NPN开关管的集电极与所述VCC正电源端电性连接，第一PNP开关管的集电极与所述第一VEE负电源端电性连接，第一NPN开关管的发射极和第一PNP开关管的发射极分别通过第一电阻与所述IGBT门极电性连接，所述PWM脉冲宽度调制器和所述第一NPN开关管、第一PNP开关管之间设置有速度控制电路。

优选的是，所述速度控制电路包括第二VEE负电源端、第二NPN开关管、第三NPN开关管和电容，第二NPN开关管的基极与所述PWM脉冲宽度调制器之间通过设置的第二电阻电性连接，第二NPN开关管的发射极通过设置的第三电阻与第二NPN开关管的基极电性连接，第三NPN开关管的集电极串联有第四电阻和二极管，且二极管的正极与PWM脉冲宽度调制器电性连接，电容连接在第三NPN开关管的集电极和发射极之间，第二NPN开关管的集电极和第三NPN开关管的基极通过设置的第五电阻接地，且第二NPN开关管的发射极和第三NPN开关管的发射极与第二VEE负电源端电性连接。

进一步地，所述第四电阻为可变电阻。

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

本实用新型中速度控制电路的设计，当驱动信号通过PWM脉冲宽度调制器输入，开通时由负压转为正压，在PWM脉冲宽度调制器输出电压上升到0V之前，第二NPN开关管截止，第三NPN开关管导通，PWM脉冲宽度调制器输出电压通过二极管、第四电阻、第三NPN开关管回路迅速上升，并通过第一NPN开关管、第一PNP开关管集电极同步输出，经过第一电阻使IGBT门极电压迅速上升；当PWM脉冲宽度调制器输出电压达到0V后继续上升，第二NPN开关管导通，第三NPN开关管截止，PWM脉冲宽度调制器输出电压通过二极管、第四电阻对电容充电，降低PWM脉冲宽度调制器输出电压的上升速度，具体速度由第四电阻的阻值和电容容值大小决定，第一NPN开关管和第一PNP开关管的集电极电压同步输出上升速度合适的驱动电压，并经过第一电阻驱动IGBT门极。本方案通过对PWM脉冲宽度调制器输出的开通电压进行分段自动控制，使IGBT门极电压快速从负压上升到0V，减小了IGBT门极驱动信号的传输延迟，加快了IGBT门极开通的响应速度，避免了PWM脉冲宽度调制器占空比丢失和系统响应慢的问题。

附图说明

图1为本实用新型的一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路的整体结构示意图；

图2为传统IGBT驱动电路图。

图中标号说明：

1、PWM脉冲宽度调制器；2、VCC正电源端；3、第一VEE负电源端；4、IGBT门极；5、第一NPN开关管；6、第一PNP开关管；7、第一电阻；8、第二VEE负电源端；9、第二NPN开关管；10、第三NPN开关管；11、电容；12、第二电阻；13、第三电阻；14、第四电阻；15、二极管；16、第五电阻。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通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。

请参阅图1至图2，一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路，包括PWM脉冲宽度调制器1、VCC正电源端2、第一VEE负电源端3、IGBT门极4、第一NPN开关管5、第一PNP开关管6和第一电阻7，所述 PWM脉冲宽度调制器1分别与所述第一NPN开关管5的基极和所述第一PNP开关管6的基极电性连接，第一NPN开关管5的集电极与所述VCC正电源端2电性连接，第一PNP开关管6的集电极与所述第一VEE负电源端3电性连接，第一NPN开关管5的发射极和第一PNP开关管6的发射极分别通过第一电阻7与所述IGBT门极4电性连接，所述PWM脉冲宽度调制器1和所述第一NPN开关管5、第一PNP开关管6之间设置有速度控制电路。

在本实施例中，所述速度控制电路包括第二VEE负电源端8、第二NPN开关管9、第三NPN开关管10和电容11，第二NPN开关管9的基极与所述PWM脉冲宽度调制器1之间通过设置的第二电阻12电性连接，第二NPN开关管9的发射极通过设置的第三电阻13与第二NPN开关管9的基极电性连接，第三NPN开关管10的集电极串联有第四电阻14和二极管15，且二极管15的正极与PWM脉冲宽度调制器1电性连接，电容11连接在第三NPN开关管10的集电极和发射极之间，第二NPN开关管9的集电极和第三NPN开关管10的基极通过设置的第五电阻16接地，且第二NPN开关管9的发射极和第三NPN开关管10的发射极与第二VEE负电源端8电性连接。

在本实施例中，所述第四电阻14为可变电阻。

本实用新型的工作过程如下：

当驱动信号通过PWM脉冲宽度调制器1输入，开通时由负压转为正压，在PWM脉冲宽度调制器1输出电压上升到0V之前，第二NPN开关管9截止，第三NPN开关管10导通，PWM脉冲宽度调制器输1出电压通过二极管15、第四电阻14、第三NPN开关管10回路迅速上升，并通过第一NPN开关管5、第一PNP开关管6集电极同步输出，经过第一电阻7使IGBT门极4电压迅速上升；

当PWM脉冲宽度调制器1输出电压达到0V后继续上升，第二NPN开关管9导通，第三NPN开关管10截止，PWM脉冲宽度调制器1输出电压通过二极管15、第四电阻14对电容11充电，降低PWM脉冲宽度调制器1输出电压的上升速度，具体速度由第四电阻14的阻值和电容11容值大小决定，第一NPN开关管5和第一PNP开关管6的集电极电压同步输出上升速度合适的驱动电压，并经过第一电阻7驱动IGBT门极4。

本方案通过对PWM脉冲宽度调制器1输出的开通电压进行分段自动控制，使IGBT门极4电压快速从负压上升到0V，减小了IGBT门极4驱动信号的传输延迟，加快了IGBT门极4开通的响应速度，避免了PWM脉冲宽度调制器1占空比丢失和系统响应慢的问题。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；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，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路，其特征在于：包括PWM脉冲宽度调制器（1）、VCC正电源端（2）、第一VEE负电源端（3）、IGBT门极（4）、第一NPN开关管（5）、第一PNP开关管（6）和第一电阻（7），所述 PWM脉冲宽度调制器（1）分别与所述第一NPN开关管（5）的基极和所述第一PNP开关管（6）的基极电性连接，第一NPN开关管（5）的集电极与所述VCC正电源端（2）电性连接，第一PNP开关管（6）的集电极与所述第一VEE负电源端（3）电性连接，第一NPN开关管（5）的发射极和第一PNP开关管（6）的发射极分别通过第一电阻（7）与所述IGBT门极（4）电性连接，所述PWM脉冲宽度调制器（1）和所述第一NPN开关管（5）、第一PNP开关管（6）之间设置有速度控制电路。

2.根据权利要求1所述的一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路，其特征在于：所述速度控制电路包括第二VEE负电源端（8）、第二NPN开关管（9）、第三NPN开关管（10）和电容（11），第二NPN开关管（9）的基极与所述PWM脉冲宽度调制器（1）之间通过设置的第二电阻（12）电性连接，第二NPN开关管（9）的发射极通过设置的第三电阻（13）与第二NPN开关管（9）的基极电性连接，第三NPN开关管（10）的集电极串联有第四电阻（14）和二极管（15），且二极管（15）的正极与PWM脉冲宽度调制器（1）电性连接，电容（11）连接在第三NPN开关管（10）的集电极和发射极之间，第二NPN开关管（9）的集电极和第三NPN开关管（10）的基极通过设置的第五电阻（16）接地，且第二NPN开关管（9）的发射极和第三NPN开关管（10）的发射极与第二VEE负电源端（8）电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种设置有门极开通电压控制的IGBT驱动电路，其特征在于：所述第四电阻（14）为可变电阻。

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