一種igbt驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路的製作方法

2023-06-06 06:48:16

專利名稱：一種igbt驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電路，更具體地說涉及一種IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，屬於電力電子領域。
背景技術：
IGBT在眾多電子元件中，屬於一種昂貴的元器件，並且在工作過程中，對於柵極工作電源電壓的大小和穩定性相當敏感，必須要求在一個合適的範圍之內，否則可能擊穿柵極或者不在正常工作狀態等問題。IGBT的驅動晶片比較理想的電壓一般在14-16V之間，其理想狀態為當電源電壓幅值低於14V或者高於16V的時候，P麗信號被封鎖，不能達到IPM的柵極，同時柵極被拉低；當電源電壓在14V-16V之間時，P麗信號能夠順利通過電路，並且以14V-16V的幅值達到IGBT的柵極；現有的檢測保護鎖定電路很多，要麼比較複雜，要麼成本比較貴，因此需要開發一種全新的電路來實現保護和鎖定。

發明內容
本發明很好的解決了上述現有技術中存在的不足和問題，提供一種IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，該電路性能可靠實用，成本低廉，響應速度高，特別適合低成本要求的場合。 本發明的技術方案如下 本發明的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，包括有2個穩壓管、6個電阻和5個三極體，其所述的一個16V的穩壓管DZ1串接在VCC上，陽極接地，穩壓管DZ1的陰極再並聯一個13. 3V的穩壓管DZ2，陽極串聯一個1K電阻Rl後接到NPN三極體Tl的基極，Tl的集電極串聯一個10K電阻R2後接到VCC上，同時Tl的集電極輸出串聯一個2K電阻後再接到NPN三極體T2的基極，T2的集電極串聯一個10K電阻R4後接到VCC上，同時T2的集電極輸出連接一個推挽電路的輸入端，推挽電路的輸出端串聯一個20K電阻R6後接到NPN三極體T5集電極並與P麗信號輸出端連接，T5的基極串聯一個10K電阻R5後與P麗信號輸入端連接，T1、T2、和T5的發射極均接地。 本發明的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，其進一步的技術方案是所述
的推挽電路由一個NPN三極體T3和一個PNP三極體T4串聯組成，T3和T4的基極與T2的
集電極連接，T3的集電極接到VCC上，T4的集電極接地，T3和T4的發射極均與R6連接。 本發明的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，其進一步的技術方案還可以
是所述的穩壓管DZ1可用2-5個串聯，當然可更多個串聯以保證電壓的準確性。 本發明的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，其進一步的技術方案還可以
是所述的穩壓管DZ2可用2-5個串聯，當然可更多個串聯以保證電壓的準確性。 本發明的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，其進一步的技術方案還可以
是所述的穩壓管DZ1的電壓為17V，所述的穩壓管DZ2的電壓為14. 3V。T3實際工作的時候，
並不是完全飽和狀態，前面所述的述的情況實際上是一種理想情況，Vce有約IV的壓降，所以實際給T5提供的電壓為VCC-1V，鑑於這個實際問題，為了保證T5的工作電壓穩定在規定範圍內，可以把前面的DZ1換成17V的穩壓管，DZ2換成14. 3的穩壓管，這樣電源保護範圍的時候就是15V到17V 了，選擇電源的時候就應該把把額定電壓選在15V到17V之間。由於這種穩壓管不容易買到，可以將幾個常用的管子串聯使用。由於後面的都是P麗信號，為了保證信號的穩定性，三極體的HEF要選擇200或者更大些的。 本發明整個電路的工作過程如下因為三極體Tl的基極電壓為0. 7V，穩壓管DZ1的穩壓值為13. 3V，所以當VCC的電壓下降到13. 3V+0. 7V = 14V以下的時候，Tl基極無電流通過，處於截止狀態，Tl的集電極為高電平，很容易分析T2處於飽和狀態，所以T2集電極輸出為低電平，輸出信號到達推挽電路的基極，因為推挽電路是正邏輯，所以推挽電路的輸出也是低電平。由於T5的集電極連接著推挽電路的輸出，所以T5的集電極也為低電平，無論IN P麗電平信號為高還是低，OUT P麗均被拉低，使得IGBT柵極無電壓，漏極也無電流，起到對驅動信號封鎖的作用。 當電源電壓VCC高於14V低於16V的時候，因為還沒有達到16V，所以DZ1仍然處於高阻狀態，但是DZ2卻可以導通，所以T1的基極有了電流，在T1集電極電阻的上拉情況下，Tl進入飽和狀態，集電極為低電平，所以T2的基極也為低電平，使得T2截止，在上拉電阻的作用下，T2集電極輸出為高電平，由於推挽電路為正邏輯，推挽電路的輸出也為高電平，在T5的集電極上串接一個20K的電阻R6，這個高電平電壓VCC就可以為T5集電極供電，很容易看出，P麗可以順利的通過T5到達IGBT，而且0UT P麗的副值在14V和16V之間，即使INP麗的副值不穩定，經過反相器功能的T5後，也能得到一個穩幅的P麗輸出信號給IGBT。
當電源電壓VCC高於16V的時候，由於穩壓管DZ1的作用，VCC被嵌位在16V，但是此時Tl仍然可以導通，所以Tl集電極輸出為低電平，T2處於截止狀態，T2集電極為高電平，推挽電路的T3導通，輸出為16V，此電源接一個電阻R6用來給T5的集電極供電，P麗可以順利的通過T5到達IGBT，而且幅值為16V。
本發明具有以下有益效果 本發明的電路性能可靠實用，成本低廉，響應速度快，特別適合低成本要求高的場合。其優越性不僅在成本的低廉和簡單的結構組成上，更重要的是，實現了驅動電源電壓和信號封鎖的同時性，以最快的速度封鎖了 P麗信號，也就是說驅動電源不僅充當了給信號供電的角色，而且還在欠壓時起到封鎖信號的雙重作用。


圖1為本發明的電路結構示意圖
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明技術內容作說明 如圖1所示，本發明的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，包括有2個穩壓管、6個電阻和5個三極體，其所述的一個17V的穩壓管DZ1串接在VCC上，陽極接地，穩壓管DZ1的陰極再並聯一個14. 3V的穩壓管DZ2(上述中DZ1為16V，DZ2為13. 3V，因為T3有1V左右的壓降，所以，實際分別取17V和14. 3V)，陽極串聯一個1K電阻Rl後接到NPN三極體T1的基極，T1的集電極串聯一個10K電阻R2後接到VCC上，同時T1的集電極輸出串聯一個2K電阻後再接到NPN三極體T2的基極，T2的集電極串聯一個10K電阻R4後接到VCC 上，同時T2的集電極輸出連接一個推挽電路的輸入端，推挽電路的輸出端串聯一個20K電 阻R6後接到NPN三極體T5集電極並與P麗信號輸出端連接，T5的基極串聯一個10K電阻 R5後與P麗信號輸入端連接，T1、T2和T5的發射極均接地；所述的推挽電路由一個NPN三 極管T3和一個PNP三極體T4串聯組成，T3和T4的基極與T2的集電極連接，T3的集電極 接到VCC上，T4的集電極接地，T3和T4的發射極均與R6連接。
權利要求
一種IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，包括有2個穩壓管、6個電阻和5個三極體，其特徵在於所述的一個16V的穩壓管DZ1串接在VCC上，陽極接地，穩壓管DZ1的陰極再並聯一個13.3V的穩壓管DZ2，陽極串聯一個1K電阻R1後接到NPN三極體T1的基極，T1的集電極串聯一個10K電阻R2後接到VCC上，同時T1的集電極輸出串聯一個2K電阻後再接到NPN三極體T2的基極，T2的集電極串聯一個10K電阻R4後接到VCC上，同時T2的集電極輸出連接一個推挽電路的輸入端，推挽電路的輸出端串聯一個20K電阻R6後接到NPN三極體T5集電極，並與PWM信號輸出端連接，T5的基極串聯一個10K電阻R5後與PWM信號輸入端連接，T1、T2、和T5的發射極均接地。
2. 根據權利要求1所述的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，其特徵在於所述的 推挽電路由一個NPN三極體T3和一個PNP三極體T4串聯組成，T3和T4的基極與T2的集 電極連接，T3的集電極接到VCC上，T4的集電極接地，T3和T4的發射極均與R6連接。
3. 根據權利要求1所述的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，其特徵在於所述的 穩壓管DZ1的數量可用2-5個串聯。
4. 根據權利要求1所述的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，其特徵在於所述的 穩壓管DZ2的數量可用2-5個串聯。
5. 根據權利要求1所述的IGBT驅動電壓的過壓欠壓保護鎖定電路，其特徵在於所述的 穩壓管DZ1的鉗位電壓為17V，所述的穩壓管DZ2的鉗位電壓為14. 3V。
全文摘要
本發明公開了一種IGBT的驅動晶片過壓欠壓保護鎖定電路，性能可靠實用。該電路包括有穩壓管、電阻和三極體，一個16V的穩壓管DZ1串接在VCC上，陽極接地，穩壓管DZ1的陰極再並聯一個13.3V的穩壓管DZ2，陽極串聯一個1K電阻R1後接到NPN三極體T1的基極，T1的集電極串聯一個10K電阻R2後接到VCC上，同時T1的集電極輸出串聯一個2K電阻後再接到NPN三極體T2的基極，T2的集電極串聯一個10K電阻R4後接到VCC上，同時T2的集電極輸出連接一個推挽電路的輸入端，推挽電路的輸出端串聯一個20K電阻R6後接到NPN三極體T5集電極並與PWM信號輸出端連接，T5的基極串聯一個10K電阻R5後與PWM信號輸入端連接，T1、T2和T5的發射極均接地。
文檔編號H02H9/04GK101741078SQ201010116319
公開日2010年6月16日 申請日期2010年3月2日 優先權日2010年3月2日
發明者石泉 申請人:南京亞派科技實業有限公司