Igbt的驅動電路的製作方法

2023-04-24 07:07:56

專利名稱：Igbt的驅動電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高壓IGBT驅動電路。
背景技術：
IGBT集中了 MOSFET和GTR的優點，具有輸入阻抗高，開關速度快，熱穩定性好，通態壓降低，耐壓高，承受電流大等特點，近年來，廣泛應用於各個領域。IGBT是電壓控制型器件，在它的柵極發射極之間施加十幾伏的直流電壓，只有微安級的電流流過，基本上不消耗功率。但IGBT的柵極發射極之間存在較大的寄生電容，IGBT導通和關斷的時候需要驅動電路提供數安培級的充放電電流，以滿足驅動脈衝的上升和下降沿需要。驅動電路對IGBT正常工作非常重要。一般來說，IGBT驅動電路應該有以下功能:一、向IGBT提供適當的正向柵壓。並且在IGBT導通過程中，柵極驅動電路提供給IGBT的驅動電壓和電流要有足夠的幅度，以保證IGBT的導通速度和減少開通損耗。二、能向IGBT提供足夠的反向柵壓，使IGBT在柵極出現開關噪聲時仍能可靠截止。三、由於IGBT多用於高壓場合，要求驅動在控制電路和IGBT功率電路之間提供有效的電氣隔離。四、具有一定的保護功能，在IGBT過壓或者過流時能及時採取措施，並發出故障信號。在市場產品中，絕大部分驅動電路不關注驅動電路輸入信號和輸出驅動信號之間的延時大小以及延時的抖動。而在某些測量和同步等應用領域，對這些時序提出了較高要求。

實用新型內容本實用新型目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種成本低可靠性高的IGBT驅動電路。本實用新型是通過以下技術方案實現的:一種IGBT的驅動電路，包括有驅動電源電路、光纖信號收發模塊U、高速比較器ICl、驅動晶片IC2和電流放大電路，所述的驅動電源電路包括有兩個DC-DC隔離電源模塊Hl和H2，DC-DC隔離電源模塊Hl和H2的兩輸出端之間分別並聯有電容C3和C4，電容C3和C4上分別並聯有極性電容C5和C6，極性電容C5和C6串聯，極性電容C5的正極為電源Vcc2端，極性電容C6的負極為電源GND端，極性電容C5和C6的連接端為電源Vccl端，所述的光纖信號收發模塊U連接高速比較器ICl的I腳，高速比較器ICl的3、4、5腳均接GND端，6腳架空，8腳接電源Vccl端，電阻Rl和電阻R2串聯，電阻Rl和R2的連接端連接高速比較器ICl的2腳，電阻Rl接電源Vccl端，電阻R2接GND端，高速比較器ICl的7腳連接所述的驅動晶片IC2的2腳，驅動晶片IC2的I腳上連接電阻R3，電阻R3連接電源Vcc2端，3腳接GND端，4腳接電阻R5，電阻R5接GND端，5腳架空，8腳連接電阻R4，電阻R4連接GND端，6腳連接電源Vcc2端，6腳還分別連接電容C2和極性電容Cl的正極，電容C2和極性電容Cl的負極均連接GND端，7腳輸出分為兩路，一路連接電阻R6，另一路連接電阻R7，所述的電流放大電路包括有場效應管Ql和Q2，所述的電阻R6和電阻R7分別連接場效應管Q2和Ql的柵極，場效應管Q2的漏極連接電源Vcc2端，源極經限流電阻R8連接IGBT的柵極，場效應管Ql的源極連接GND端，漏極經限流電阻R9連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極體D3的正、負極分別連接場效應管Q2的源極和漏極，瞬變抑制二極體D4的正、負極分別連接場效應管Ql的源極和漏極，瞬變抑制二極體Dl和D2反向串聯，瞬變抑制二極體Dl的負極連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極體D2的負極連接IGBT的發射極，IGBT的發射極連接電源Vccl 端。所述的高速比較器ICl型號為MAX962，所述的驅動晶片的型號為IXDD504。所述的電源Vccl端電壓取5V,電源Vcc2端電壓取15V。光纖信號收發模塊接收外部控制光信號，轉換成幅值較低的電信號送入高速比較器ICl的I腳，電阻R1、R2連接端輸出一基準電壓到高速比較器ICl的2腳，高速比較器的7腳輸出的電信號到驅動晶片IC2的2腳，電信號經驅動晶片IC2處理後輸出峰值電流最高達4A的驅動信號，經7腳輸出，場效應管Ql、Q2構成放大電路，使輸出驅動電流進一步放大，電阻R8、R9的取值根據IGBT器件特性選取，瞬變抑制二極體D3負端連接場效應管Q2的漏極，正端連接Q2的源極，主要起保護作用，瞬變抑制二極體D4同樣主要起保護作用，瞬變抑制二極體D1、D2主要作用是吸收IGBT的G、E兩端產生的尖峰毛刺，防止IGBT誤導通。電源Vccl和Vcc2由DC-DC隔離電源模塊H2、H1提供，Vccl電壓選取5V，Vcc2為15V。驅動器輸出的驅動波形為+15V導通信號和-5V的關斷信號。由於全部選用高速器件，驅動輸入信號與輸出信號延時較小，時序抖動可以達到小於1.5nsο本實用新型的優點是:本實用新型輸入信號採用光纖隔離，電源模塊採用絕緣隔離直流電源模塊，絕緣強度大，能驅動高達1700VU600A高壓IGBT工作，驅動電路器件都採用高速元器件，驅動信號輸出與信號輸入之間的延遲較小，且延時抖動較小，特別適合一些對時序要求較高的場合。並且驅動電路採用的各元器件都是市場上很成熟的產品，成本較低，可靠性較高。

圖1為本實用新型原理結構示意圖。圖2為驅動電源電路圖。圖3為驅動電路原理圖。
具體實施方式
如圖1、2、3所不,一種IGBT的驅動電路,包括有驅動電源電路、光纖信號收發模塊U、高速比較器IC1、驅動晶片IC2和電流放大電路，所述的驅動電源電路包括有兩個DC-DC隔離電源模塊Hl和H2，DC-DC隔離電源模塊Hl和H2的兩輸出端之間分別並聯有電容C3和C4，電容C3和C4上分別並聯有極性電容C5和C6，極性電容C5和C6串聯，極性電容C5的正極為電源Vcc2端，極性電容C6的負極為電源GND端，極性電容C5和C6的連接端為電源Vccl端，所述的光纖信號收發模塊U連接高速比較器ICl的I腳，高速比較器ICl的3、
4、5腳均接GND端，6腳架空，8腳接電源Vccl端，電阻Rl和電阻R2串聯，電阻Rl和R2的連接端連接高速比較器ICl的2腳，電阻Rl接電源Vccl端，電阻R2接GND端，高速比較器ICl的7腳連接所述的驅動晶片IC2的2腳，驅動晶片IC2的I腳上連接電阻R3，電阻R3連接電源Vcc2端，3腳接GND端，4腳接電阻R5，電阻R5接GND端，5腳架空，8腳連接電阻R4，電阻R4連接GND端，6腳連接電源Vcc2端，6腳還分別連接電容C2和極性電容Cl的正極，電容C2和極性電容Cl的負極均連接GND端，7腳輸出分為兩路，一路連接電阻R6，另一路連接電阻R7，所述的電流放大電路包括有場效應管Ql和Q2，所述的電阻R6和電阻R7分別連接場效應管Q2和Ql的柵極，場效應管Q2的漏極連接電源Vcc2端，源極經限流電阻R8連接IGBT的柵極，場效應管Ql的源極連接GND端，漏極經限流電阻R9連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極體D3的正、負極分別連接場效應管Q2的源極和漏極，瞬變抑制二極體D4的正、負極分別連接場效應管Ql的源極和漏極，瞬變抑制二極體Dl和D2反向串聯，瞬變抑制二極體Dl的負極連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極體D2的負極連接IGBT的發射極，IGBT的發射極連接電源Vccl端。所述的高速比較器ICl型號為MAX962，所述的驅動晶片的型號為IXDD504。所述的電源Vccl端電壓取5V,電源Vcc2端電壓取15V。
權利要求1.一種IGBT的驅動電路,其特徵在於:包括有驅動電源電路、光纖信號收發模塊U、高速比較器IC1、驅動晶片IC2和電流放大電路，所述的驅動電源電路包括有兩個DC-DC隔離電源模塊Hl和H2，DC-DC隔離電源模塊Hl和H2的兩輸出端之間分別並聯有電容C3和C4，電容C3和C4上分別並聯有極性電容C5和C6，極性電容C5和C6串聯，極性電容C5的正極為電源Vcc2端，極性電容C6的負極為電源GND端，極性電容C5和C6的連接端為電源Vccl端，所述的光纖信號收發模塊U連接高速比較器ICl的I腳，高速比較器ICl的3、4、5腳均接GND端，6腳架空，8腳接電源Vccl端，電阻Rl和電阻R2串聯，電阻Rl和R2的連接端連接高速比較器ICl的2腳，電阻Rl接電源Vccl端，電阻R2接GND端，高速比較器ICl的7腳連接所述的驅動晶片IC2的2腳，驅動晶片IC2的I腳上連接電阻R3，電阻R3連接電源Vcc2端，3腳接GND端，4腳接電阻R5，電阻R5接GND端，5腳架空，8腳連接電阻R4，電阻R4連接GND端，6腳連接電源Vcc2端，6腳還分別連接電容C2和極性電容Cl的正極，電容C2和極性電容Cl的負極均連接GND端，7腳輸出分為兩路，一路連接電阻R6，另一路連接電阻R7，所述的電流放大電路包括有場效應管Ql和Q2，所述的電阻R6和電阻R7分別連接場效應管Q2和Ql的柵極，場效應管Q2的漏極連接電源Vcc2端，源極經限流電阻R8連接IGBT的柵極，場效應管Ql的源極連接GND端，漏極經限流電阻R9連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極體D3的正、負極分別連接場效應管Q2的源極和漏極，瞬變抑制二極體D4的正、負極分別連接場效應管Ql的源極和漏極，瞬變抑制二極體Dl和D2反向串聯，瞬變抑制二極體Dl的負極連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極體D2的負極連接IGBT的發射極，IGBT的發射極連接電源Vccl端。
2.根據權利要求1所述的一種IGBT的驅動電路，其特徵在於:所述的高速比較器ICl型號為MAX962，所述的驅動晶片的型號為IXDD504。
3.根據權利要求1所述的一種IGBT的驅動電路，其特徵在於:所述的電源Vccl端電壓取5V，電源Vcc2端電壓取15V。
專利摘要本實用新型公開了一種IGBT驅動電路，包括有驅動電源電路、光纖信號收發模塊、高速比較器、驅動晶片和電流放大電路，外部控制信號轉化為光信號傳輸到驅動電路，光纖信號收發模塊把光信號轉換成電信號，並通過高速比較器形成快速信號提供給後端驅動晶片，驅動晶片輸出的驅動信號再經過電流放大電路放大輸出到外部IGBT。本實用新型絕緣強度大，能驅動高達1700V、1600A高壓IGBT工作，驅動電路器件都採用高速元器件，驅動信號輸出與信號輸入之間的延遲較小，且延時抖動較小，特別適合一些對時序要求較高的場合。並且驅動電路採用的各元器件都是市場上很成熟的產品，成本較低，可靠性較高。
文檔編號H03K17/567GK203071898SQ20122073339
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者遊利兵, 厲彥超, 王慶勝, 方曉東 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所