CN219420735U - Igbt驱动器及变频器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种IGBT驱动器及变频器，所述IGBT驱动器包括门级驱动模块、故障整理模块以及控制模块；所述故障整理模块包括故障提示电路和放大调理电路，所述故障提示电路与所述门级驱动模块连接，用于接收所述门级驱动模块发送的故障反馈信号，并发出预警信息，所述放大调理电路的一端与所述门级驱动模块连接，其另一端与所述控制模块连接，用于接收所述故障反馈信号并将所述故障反馈信号发送至所述控制模块；所述控制模块根据所述故障反馈信号进行故障处理。本实用新型不仅可以实现对故障反馈信号的处理，还可以发出预警信息提示存在故障的IGBT驱动器，便于维护。

Description

IGBT驱动器及变频器

技术领域

本实用新型涉及变频器技术领域，具体涉及到一种IGBT驱动器及变频器。

背景技术

如今市场主流的大功率变频器的IGBT数字驱动器普遍采用驱动与故障反馈一体化设计，导致IGBT数字驱动器的驱动应答信号与故障反馈信号糅杂在一起，存在误报故障的可能。目前常用的解决方法之一是采用IGBT驱动锁存电路来滤除驱动应答信号并接收和锁存故障反馈信号以确保能够及时发现故障。但是，现有的IGBT驱动锁存电路的结构通常较为复杂，且当存在故障时，无法定位发生故障的驱动器，导致维护较为困难。

实用新型内容

本实用新型提供一种IGBT驱动器及变频器，旨在于解决目前的IGBT驱动器在发生故障时无法及时定位故障导致维护困难的问题。

第一方面，本实用新型提供一种锁存电路，其包括门级驱动模块、故障整理模块以及控制模块；所述故障整理模块包括故障提示电路和放大调理电路，所述故障提示电路与所述门级驱动模块连接，用于接收所述门级驱动模块发送的故障反馈信号，并发出预警信息，所述放大调理电路的一端与所述门级驱动模块连接，其另一端与所述控制模块连接，用于接收所述故障反馈信号并将所述故障反馈信号发送至所述控制模块；所述控制模块根据所述故障反馈信号进行故障处理。

进一步地，所述故障提示电路包括锁存电路和预警电路；所述锁存电路的一端与所述门级驱动模块连接，其另一端与所述预警电路连接，用于接收所述故障反馈信号并对所述故障反馈信号进行锁存；所述预警电路根据所述故障反馈信号发出所述预警信息。

进一步地，所述锁存电路包括第一开关模块和第二开关模块；所述预警电路的一端分别与供电模块以及所述第二开关模块连接，所述预警电路的另一端与所述第一开关模块连接；所述第一开关模块的一端分别与所述门级驱动模块以及所述第二开关模块的一端连接，用于接收所述故障反馈信号，所述第一开关模块的另一端分别与所述第二开关模块的另一端以及所述预警电路连接，所述第二开关模块还分别与所述供电模块以及所述预警电路连接。

进一步地，所述第一开关模块包括第一开关管，所述第一开关管的基极与所述门级驱动模块以及所述第二开关模块的一端连接，所述第一开关管的集电极分别与所述第二开关模块的另一端以及所述预警电路连接，所述第一开关管的发射极接地。

进一步地，所述第一开关模块还包括滤波电路，所述滤波电路的一端分别与所述门级驱动模块以及所述第二开关模块连接，所述滤波电路的另一端接地。

进一步地，所述滤波电路包括第一电容和第一电阻，所述第一电容的一端和所述第一电阻的一端均分别与所述门级驱动模块以及所述第二开关模块连接，所述第一电容的另一端和所述第一电阻的另一端均接地。

进一步地，所述第一开关模块还包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端与所述第一开关管的基极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端以及所述第二开关模块连接，所述第三电阻的另一端与所述门级驱动模块连接。

进一步地，所述第二开关模块包括第二开关管和第四电阻，所述第二开关管的基极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第一开关管的集电极连接，所述第二开关管的发射极与所述供电模块连接，所述第二开关管的集电极与所述第一开关管的基极连接。

进一步地，所述预警电路包括发光二极管、第五电阻以及第二电容，所述第五电阻的一端和所述第二电容的一端均与所述供电模块连接，所述第五电阻的另一端与所述发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极与所述第一开关模块连接，所述第二电容的另一端与所述第二开关模块连接。

第二方面，本实用新型还提供一种变频器，其包括多个上述任一项所述的IGBT驱动器。

本实用新型公开的IGBT驱动器及变频器，放大调理电路用于将故障反馈信号发送至控制模块，便于控制模块根据故障反馈信号进行故障处理，故障提示电路可接收故障反馈信号并发出预警信息，便于用户及时定位发生故障的IGBT驱动器，便于对发生故障的IGBT驱动器进行维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本实用新型一实施例提供的IGBT驱动器的方框示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的IGBT驱动器的方框示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的故障提示电路的电路图；

图4是IGBT驱动器的驱动原理图；

图5是IGBT正常运行时故障反馈信号时序图；

图6是IGBT发生故障时故障反馈信号时序图。

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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式以及产品使用状态的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。

参见图1至图6，图1是本实用新型一实施例提供的IGBT驱动器的方框示意图；图2是本实用新型另一实施例提供的IGBT驱动器的方框示意图；图3是本实用新型一实施例提供的故障提示电路21的电路图；图4是IGBT驱动器的驱动原理图；图5是IGBT正常运行时故障反馈信号时序图；图6是IGBT发生故障时故障反馈信号时序图。如图1所示，所述IGBT驱动器包括门级驱动模块10、故障整理模块20以及控制模块30；所述故障整理模块20包括故障提示电路21和放大调理电路22，所述故障提示电路21与所述门级驱动模块10连接，用于接收所述门级驱动模块10发送的故障反馈信号，并发出预警信息，所述放大调理电路22的一端与所述门级驱动模块10连接，其另一端与所述控制模块30连接，用于接收所述故障反馈信号并将所述故障反馈信号发送至所述控制模块30；所述控制模块30根据所述故障反馈信号进行故障处理。

其中，门级驱动模块10可以是一门级驱动板，用于驱动IGBT运行以及用于确认IGBT是否存在故障，并当存在故障时，发出故障反馈信号，该门级驱动模块10包括为本领域技术人员所公知的电路，在此不再赘述。故障整理模块20包括一故障提示电路21和一放大调理电路22，故障提示电路21和放大调理电路22均与门级驱动模块10连接，用于接收故障反馈信号，即门级驱动模块10发出的故障反馈信号同时进入故障提示电路21和放大调理电路22。故障提示电路21根据故障反馈信号发出预警信息，该预警信息可以是通过灯光或者声音进行预警。放大调理电路22可以包括运放电路、隔离电路等本领域技术人员常用的对故障反馈信号进行处理的电路，在此不再赘述。控制模块30一方面通过故障整理模块20正常驱动门级驱动模块10运行，另一方面用于根据故障反馈信号进行故障处理，例如，当控制模块30接收到故障反馈信号时，停止发送PWM信号，从而中断门级驱动模块10中对应电路的工作。如图4所示，图4位IGBT驱动器的原理图，门级驱动模块10与故障整理模块20之间以及故障整理模块20与控制模块30之间均可以通过光纤通信。控制模块30可通过故障整理模块20发送驱动信号至门级驱动模块10，控制功率器件的开通与关断。门级驱动模块10可检测功率器件是否存在故障，当存在故障时，发送故障反馈信号至故障整理模块20，故障整理模块20通过放大处理模块将故障反馈信号发送至控制模块30，控制模块30根据故障反馈信号停止发送驱动信号完成对故障反馈信号的处理。变频器一般会包括多个IGBT驱动器，在使用时，当某一IGBT驱动器存在故障时，控制模块30除了可以根据故障反馈信号进行故障处理，故障提示电路21还可以发出预警信息，例如通过灯光发出预警信息，工作人员可通过灯光快速定位存在故障的IGBT驱动器，并对该IGBT驱动器进行维护，提高了维护效率。

参见图2，作为进一步的实施例，所述故障提示电路21包括锁存电路211和预警电路212；所述锁存电路211的一端与所述门级驱动模块10连接，其另一端与所述预警电路212连接，用于接收所述故障反馈信号并对所述故障反馈信号进行锁存；所述预警电路212根据所述故障反馈信号发出所述预警信息。

其中，锁存电路211一方面用于滤除正常信号，另一方面用于将故障反馈信号进行锁存，使得预警电路212可以持续发出预警信息，即便当故障清除时，预警电路212依然可以发出预警信息，便于工作人员了解情况，及时进行维护。同时，用户还可以根据预警电路212确认是否存在误报故障，例如，当控制模块30接收到故障反馈信号并根据故障反馈信号进行故障处理，而预警电路212并未发出预警信息，则工作人员可通过相应的控制设备解除控制模块30的故障反馈信号，使得控制模块30可以正常工作。

作为进一步的实施例，所述锁存电路211包括第一开关模块2111和第二开关模块2112；所述预警电路212的一端分别与供电模块以及所述第二开关模块2112连接，所述预警电路212的另一端与所述第一开关模块2111连接；所述第一开关模块2111的一端分别与所述门级驱动模块10以及所述第二开关模块2112的一端连接，用于接收所述故障反馈信号，所述第一开关模块2111的另一端分别与所述第二开关模块2112的另一端以及所述预警电路212连接，所述第二开关模块2112还分别与所述供电模块以及所述预警电路212连接。

其中，第一开关模块2111的一端分别与门级驱动模块10以及第二开关模块2112的一端连接，用于接收门级驱动模块10发送的故障反馈信号，第一开关模块2111的另一端与第二开关模块2112的另一端连接，当第一开关模块2111接收到故障反馈信号时，第一开关模块2111导通，而第二开关模块2112还与供电模块导通，且第二开关模块2112与第一开关模块2111连接，当第一开关模块2111导通时，第二开关模块2112也随即导通，进而第二开关模块2112可以为第一开关模块2111提供导通电压，第一开关模块2111又可以维持第二开关模块2112的导通，使得整个锁存电路211持续导通，直到断电或者故障消除。

参见图，作为进一步的实施例，所述第一开关模块2111包括第一开关管，所述第一开关管的基极与所述门级驱动模块10以及所述第二开关模块2112的一端连接连接，所述第一开关管的集电极分别与所述第二开关模块2112的另一端以及所述预警电路212连接，所述第一开关管的发射极接地。

其中，第一开关模块2111包括第一开关管Q1，第一开关管Q1的基极与门级驱动模块10以及第二开关模块2112连接，第一开关管Q1接收到故障反馈信号时，第一开关管Q1的集电极与发射极之间导通，使得第二开关模块2112导通，第二开关模块2112反过来维持第一开关管Q1的导通，实现锁存故障反馈信号，同时，预警电路212持续发出预警信息。

作为进一步的实施例，所述第一开关模块2111还包括滤波电路，所述滤波电路的一端分别与所述门级驱动模块10以及所述第二开关模块2112连接，所述滤波电路的另一端接地。

作为进一步的实施例，所述滤波电路包括第一电容C1和第一电阻R1，所述第一电容C1的一端和所述第一电阻R1的一端均分别与所述门级驱动模块10以及所述第二开关模块2112连接，所述第一电容C1的另一端和所述第一电阻R1的另一端均接地。

其中，滤波电路可以包括第一电容C1和第一电阻R1，用于滤除应答信号，确保第一开关管Q1能够正常接收到故障反馈信号。可通过调整第一电容C1和第一电阻R1的参数来滤除不同的应答信号。例如，若某一IGBT在正常工作情况下，会在开关信号后的250ns后给出应答信号，该应答信号对应700ns的高电平脉冲，则当IGBT不存在故障时，其故障反馈信号时序图如图5所示，图5中Vin、Vge、Vstat分别对应驱动输入、门极电压与故障反馈信号，当IGBT存在故障时，其故障反馈信号时序图如图6所示。本实用新型所提供的滤波电路可通过设置第一电阻R1和第一电容C1的参数来滤除700ns的高电平脉冲以实现滤除应答信号的目的，确保9μs的故障反馈信号可以被第一开关管Q1接收。

作为进一步的实施例，所述第一开关模块2111还包括第二电阻R2和第三电阻R3，所述第二电阻R2的一端与所述第一开关管的基极连接，所述第二电阻R2的另一端分别与所述第三电阻R3的一端以及所述第二开关模块2112连接，所述第三电阻R3的另一端与所述门级驱动模块10连接。

其中，第二电阻R2和第三电阻R3用于保护电路，避免第一开关管Q1等元器件损毁。

作为进一步的实施例，所述第二开关模块2112包括第二开关管和第四电阻R4，所述第二开关管的基极与所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第一开关管的集电极连接，所述第二开关管的发射极与所述供电模块连接，所述第二开关管的集电极与所述第一开关管的基极连接。

其中，第二开关管Q2的基极与第一开关管Q1的集电极连接，当第一开关管Q1的集电极与发射极之间导通时，第二开关管Q2导通，而第二开关管Q2的发射极与供电模块连接，该供电模块可以为变频器中的电源电路，例如图3中的5V供电端。同时，第二开关管Q2的集电极还与第一开关管Q1的基极连接，在第二开关管Q2导通后，可以维持第一开关管Q1的导通。第一开关管Q1为NPN型开关管，第二开关管Q2为PNP型开关管，在第一开关管Q1接收到故障反馈信号后，第一开关管Q1和第二开关管Q2均可以一直维持导通状态，实现对故障反馈信号的锁存。第四电阻R4作为限流电阻用于保护第一开关管Q1。

作为进一步的实施例，所述预警电路212包括发光二极管D1、第五电阻R5以及第二电容C2，所述第五电阻R5的一端和所述第二电容C2的一端均与所述供电模块连接，所述第五电阻R5的另一端与所述发光二极管D1的正极连接，所述发光二极管D1的负极与所述第一开关模块2111连接，所述第二电容C2的另一端与所述第二开关模块2112连接。

其中，发光二极管D1用于指示是否存在故障时，当第一开关模块2111接收到故障反馈信号时，发光二极管D1发光，即便故障被清除了，也可通过第二电容C2持续发光一段时间，便于故障的维护和检修。

本实用新型还提供一种变频器，所述变频器包括多个上述实施例中任一项所述的IGBT驱动器；所述IGBT驱动器包括门级驱动模块10、故障整理模块20以及控制模块30；所述故障整理模块20包括故障提示电路21和放大调理电路22，所述故障提示电路21与所述门级驱动模块10连接，用于接收所述门级驱动模块10发送的故障反馈信号，并发出预警信息，所述放大调理电路22的一端与所述门级驱动模块10连接，其另一端与所述控制模块30连接，用于接收所述故障反馈信号并将所述故障反馈信号发送至所述控制模块30；所述控制模块30根据所述故障反馈信号进行故障处理。

本实用新型公开的IGBT驱动器及变频器，不仅可以使得控制模块对故障反馈信号进行处理，同时还可以通过故障提示电路指示存在故障的IGBT驱动器，便于工作人员维护，提高了维护效率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种IGBT驱动器，其特征在于，包括门级驱动模块、故障整理模块以及控制模块；

所述故障整理模块包括故障提示电路和放大调理电路，所述故障提示电路与所述门级驱动模块连接，用于接收所述门级驱动模块发送的故障反馈信号，并发出预警信息，所述放大调理电路的一端与所述门级驱动模块连接，其另一端与所述控制模块连接，用于接收所述故障反馈信号并将所述故障反馈信号发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述故障反馈信号进行故障处理。

2.如权利要求1所述的IGBT驱动器，其特征在于，所述故障提示电路包括锁存电路和预警电路；

所述锁存电路的一端与所述门级驱动模块连接，其另一端与所述预警电路连接，用于接收所述故障反馈信号并对所述故障反馈信号进行锁存；

所述预警电路根据所述故障反馈信号发出所述预警信息。

3.如权利要求2所述的IGBT驱动器，其特征在于，所述锁存电路包括第一开关模块和第二开关模块；所述预警电路的一端分别与供电模块以及所述第二开关模块连接，所述预警电路的另一端与所述第一开关模块连接；

所述第一开关模块的一端分别与所述门级驱动模块以及所述第二开关模块的一端连接，用于接收所述故障反馈信号，所述第一开关模块的另一端分别与所述第二开关模块的另一端以及所述预警电路连接，所述第二开关模块还分别与所述供电模块以及所述预警电路连接。

4.如权利要求3所述的IGBT驱动器，其特征在于，所述第一开关模块包括第一开关管，所述第一开关管的基极与所述门级驱动模块以及所述第二开关模块的一端连接连接，所述第一开关管的集电极分别与所述第二开关模块的另一端以及所述预警电路连接，所述第一开关管的发射极接地。

5.如权利要求4所述的IGBT驱动器，其特征在于，所述第一开关模块还包括滤波电路，所述滤波电路的一端分别与所述门级驱动模块以及所述第二开关模块连接，所述滤波电路的另一端接地。

6.如权利要求5所述的IGBT驱动器，其特征在于，所述滤波电路包括第一电容和第一电阻，所述第一电容的一端和所述第一电阻的一端均分别与所述门级驱动模块以及所述第二开关模块连接，所述第一电容的另一端和所述第一电阻的另一端均接地。

7.如权利要求6所述的IGBT驱动器，其特征在于，所述第一开关模块还包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端与所述第一开关管的基极连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端以及所述第二开关模块连接，所述第三电阻的另一端与所述门级驱动模块连接。

8.如权利要求4所述的IGBT驱动器，其特征在于，所述第二开关模块包括第二开关管和第四电阻，所述第二开关管的基极与所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第一开关管的集电极连接，所述第二开关管的发射极与所述供电模块连接，所述第二开关管的集电极与所述第一开关管的基极连接。

9.如权利要求3所述的IGBT驱动器，其特征在于，所述预警电路包括发光二极管、第五电阻以及第二电容，所述第五电阻的一端和所述第二电容的一端均与所述供电模块连接，所述第五电阻的另一端与所述发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极与所述第一开关模块连接，所述第二电容的另一端与所述第二开关模块连接。

10.一种变频器，其特征在于，包括多个如权利要求1至9任一项所述的IGBT驱动器。