CN220122781U - 一种用于纯电动车辆的大功率igbt并联驱动结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于纯电动车辆的大功率IGBT并联驱动结构，包括三相输出，每相输出包含N个IGBT模块和N个IGBT模块驱动电路单元；所述IGBT模块驱动电路单元包括上/下桥脉冲信号处理单元、上/下桥脉冲信号隔离单元、上/下桥驱动放大与保护电路单元、驱动隔离电源与状态监测单元和上/下桥状态监测与故障反馈单元。本实用新型具备多个IGBT并联驱动能力，且针对每个IGBT模块进行独立的脉冲信号隔离、脉冲信号放大和短路保护以及状态监测与故障反馈电路等功能。
Description
技术领域
本实用新型属于电动汽车技术领域，具体涉及一种用于纯电动车辆的大功率IGBT并联驱动结构。
背景技术
随着纯电动车辆功率需求的日益增高，电池电压范围也再逐渐提升，所需的IGBT模块能达到1200V甚至更高等级。但市场上充电桩电压平台限制在一定电压范围，为了提供功率需要使用多个IGBT模块并联。
在IGBT模块并联使用中，由于IGBT模块及其驱动电路的自身参数不一致，可能会造成IGBT并联电路中各并联支路上电流不均衡，长期运行后造成器件损坏，进而导致故障停机。
目前，国内外主要的并联驱动设计产品大多为一个驱动IC驱动多个IGBT功率模块，驱动器不具备IGBT模块多并联驱动能力以及识别每路IGBT的故障反馈与保护功能。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了用于纯电动车辆的大功率IGBT并联驱动结构。
本实用新型采用的技术方案为：一种用于纯电动车辆的大功率IGBT并联驱动结构，包括三相输出，每相输出包含N个IGBT模块和N个IGBT模块驱动电路单元；所述IGBT模块驱动电路单元包括
上/下桥脉冲信号处理单元，用于将来自低压接口的PWM脉冲信号经过脉冲信号互锁电路与滤波电路后送入上/下桥脉冲信号隔离单元；
上/下桥脉冲信号隔离单元，用于接受低压接口的供电和使能后，将上/下桥脉冲信号处理单元处理过的PWM信号送入此隔离单元，实现高低压侧的电气隔离，进而在无故障的情况下正确输出期望的PWM脉冲信号；
上/下桥驱动放大与保护电路单元，用于接受来自上/下桥脉冲信号隔离单元后的信号，经过推挽放大后驱动IGBT模块的上/下桥开通和关端；在某些极端工况下模块之间或者模块上下桥会出现直通情况，通过保护电路对IGBT模块的监测以及关端等来达到保护IGBT模块的作用；
驱动隔离电源与状态监测单元，用于接受来自低压接口的电源和使能后，通过反激隔离电源生成高压侧的上/下桥驱动电源，供给上/下桥脉冲信号隔离单元和上/下桥驱动放大与保护电路单元；通过监控反馈电源来监测驱动电源是否存在过载短路等故障，并传送给MCU/CPLD进行保护；
上/下桥状态监测与故障反馈单元，用于上/下桥脉冲信号隔离单元通过低压接口和驱动隔离电源的供电以及MCU的使能配置后进入正常工作模式，控制IGBT模块按照预期的执行开通和关端功能；当在供电异常或驱动电路异常或IGBT模块异常后，保护电路监测到异常情况，通过上/下桥脉冲信号隔离单元输出故障信号反馈给MCU或者执行关端IGBT模块等操作，保护驱动电路或IGBT模块损坏。
本实用新型产生的有益效果是：本实用新型具备多个IGBT并联驱动能力，且针对每个IGBT模块进行独立的脉冲信号隔离、脉冲信号放大和短路保护以及状态监测与故障反馈电路等功能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为IGBT模块驱动电路单元框图；
图中：1-上桥状态监测与故障反馈单元、1’-下桥状态监测与故障反馈单元、2-上桥脉冲信号处理单元、2’-下桥脉冲信号处理单元、3-上桥脉冲信号隔离单元、3’-下桥脉冲信号隔离单元、4-上桥驱动放大与保护电路单元、4’-下桥驱动放大与保护电路单元、5-驱动隔离电源与状态监测单元、6-IGBT模块、7-低压接口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型是一种用于纯电动车辆的大功率IGBT并联驱动结构，包括三相输出，每相输出包含N个IGBT模块6和N个IGBT模块驱动电路单元；所述IGBT模块驱动电路单元包括上/下桥脉冲信号处理单元2、2’、上/下桥脉冲信号隔离单元3、3’、上/下桥驱动放大与保护电路单元4、4’、驱动隔离电源与状态监测单元5和上/下桥状态监测与故障反馈单元1、1’。
如图2所示，在本实用新型中，上/下桥脉冲信号处理单元2、2’用于将来自低压接口7的PWM脉冲信号经过脉冲信号互锁电路与滤波电路后送入上/下桥脉冲信号隔离单元3、3’。
上/下桥脉冲信号隔离单元3、3’接受低压接口7的供电以及使能等配置后，将上/下桥脉冲信号处理单元2、2’处理过的PWM信号送入此隔离单元，实现高低压侧的电气隔离，进而在无故障的情况下正确输出期望的PWM脉冲信号。
上/下桥驱动放大与保护电路单元4、4’，用于接受来自上/下桥脉冲信号隔离单3、3’元后的信号，经过推挽放大后驱动IGBT模块6的上/下桥开通和关端；在某些极端工况下模块之间或者模块上下桥会出现直通情况，通过保护电路对IGBT模块6的监测以及关端等来达到保护IGBT模块6的作用。
驱动隔离电源与状态监测单元5，用于接受来自低压接口7的电源和使能后，通过反激隔离电源生成高压侧的上/下桥驱动电源，供给上/下桥脉冲信号隔离单元3、3’和上/下桥驱动放大与保护电路单元4、4’。通过监控反馈电源来监测驱动电源是否存在过载短路等故障，并传送给MCU/CPLD进行保护。
上/下桥状态监测与故障反馈单元1、1’，用于上/下桥脉冲信号隔离单元3、3’通过低压接口7和驱动隔离电源的供电以及MCU的使能配置后进入正常工作模式，控制IGBT模块6按照预期的执行开通和关端功能。但在供电异常或驱动电路异常或IGBT模块6异常后，保护电路监测到异常情况，通过上/下脉冲信号隔离单元3、3’输出故障信号反馈给MCU或者执行关端IGBT模块6等操作，保护驱动电路或IGBT模块6损坏。
本实用新型具备多个IGBT并联驱动能力，且针对每个IGBT模块进行独立的脉冲信号隔离、脉冲信号放大和短路保护以及状态监测与故障反馈电路等功能。
Claims (1)
1.一种用于纯电动车辆的大功率IGBT并联驱动结构，包括三相输出，其特征在于：每相输出包括N个IGBT模块和与之数量相同的IGBT模块驱动电路单元；所述IGBT模块驱动电路单元包括：
上/下桥脉冲信号处理单元，用于将来自低压接口的PWM脉冲信号经过脉冲信号互锁电路与滤波电路后送入上/下桥脉冲信号隔离单元；
上/下桥脉冲信号隔离单元，用于接受低压接口的供电和使能后，将上/下桥脉冲信号处理单元处理过的PWM信号送入上/下桥驱动放大与保护电路单元；
上/下桥驱动放大与保护电路单元，用于接受来自上/下桥脉冲信号隔离单元后的信号，经过推挽放大后驱动IGBT模块的上/下桥开通和关端；
驱动隔离电源与状态监测单元，用于接受来自低压接口的电源和使能后，通过反激隔离电源生成高压侧的上/下桥驱动电源，供给上/下桥脉冲信号隔离单元和上/下桥驱动放大与保护电路单元；
上/下桥状态监测与故障反馈单元，用于上/下桥脉冲信号隔离单元通过低压接口和驱动隔离电源的供电以及MCU的使能配置后进入正常工作模式，控制IGBT模块按照预期的执行开通和关端功能。
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2023
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