[实用新型]基于IGBT半桥门极驱动的叉锁保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工控行业门极驱动电路，尤其是涉及一种基于IGBT半桥门极驱动的叉锁保护电路。

背景技术

IGBT管器件由于其低的导通损耗、小的平均驱动功率和快速的开关特点，目前已经普遍的应用于变频器、逆变器、开关电源等设备中。在国内一般用驱动专用隔离芯片，如HCPL316J、PC929、HCPL3120、HCPL3140、TLP250等驱动IGBT，大功率用一对三极管进行放大；都是只能驱动一路IGBT门极，部分产品有欠压保护和管压降保护；只有国外IR有专用芯片可以实现上下桥臂叉锁保护功能，但都是不隔离的，用于AC220以下低压驱动还可以，电压高时电磁干扰比较大，可靠性低；当电压高时，CPU产生的6路PWM波形在传输过程中可能受干扰引起上下桥臂没有死区或直通，造成功率器件的直接损坏。

发明内容

本实用新型目的是提供一种基于IGBT半桥门极驱动的叉锁保护电路。以解决现有技术所存在电路成本高、不能对输出上下桥起保护作用、功率器件易损坏等技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：基于IGBT半桥门极驱动的叉锁保护电路，包括CPU产生的PWM信号、与非门、双二极管、电阻、电容；所述CPU产生的PWM信号U1+输出端与与非门U7C连接，该与非门U7C的输出端与与非门U7D的输入端连接；所述CPU产生的PWM信号U1+输出端与双二极管DA15负端连接，该双二极管DA15的正端与与非门U7A的输入端连接；所述电压源CPU产生的PWM信号U1-输出端与与非门U7B连接，该与非门U7B的输出端与与非门U7A的输入端连接；所述CPU产生的PWM信号U1-输出端与双二极管DA14负端连接，该双二极管DA14的正端与与非门U7D的输入端连接。

作为优选，所述双二极管DA14、DA15另一负端与CPU产生的PWM信号的U1+、U1-连接，另一端与OC网络连接。

作为优选，所述与非门U7C、与非门U7D、DA14组成上桥门极驱动器；与非门U7B、与非门U7A、双二极管DA15组成下桥门极驱动器。

作为优选，所述上桥门极驱动器与下桥门极驱动器之间设充电电路，该充电电路包括电容、电阻，其中电容通过电阻充电产生延时时间。

本实用新型具有电路成本低、能同时驱动上下桥的与非门，对芯片起到保护作用等优点，大大降低IGBT驱动电路的损坏率，使马达驱动产品更可靠工作。

附图说明

图1是本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

图1是本实用新型的电路图。由图1可知，基于IGBT半桥门极驱动的叉锁保护电路，主要由CPU产生的PWM信号、与非门、双二极管、电阻、电容等组成；其中CPU产生的PWM信号U1+输出端与与非门U7C连接，该与非门U7C的输出端与与非门U7D的输入端连接；所述CPU产生的PWM信号U1+输出端与双二极管DA15负端连接，该双二极管DA15的正端与与非门U7A的输入端连接。CPU产生的PWM信号U1-输出端与与非门U7B连接，该与非门U7B的输出端与与非门U7A的输入端连接；所述CPU产生的PWM信号U1-输出端与双二极管DA14连接，该双二极管DA14的正端与与非门U7D的输入端连接。双二极管DA14、DA15另一正端与CPU产生的PWM信号的正负极连接，另一负端与OC网络连接。双二极管D14和D15与OC网络相连，目的是当驱动电路有故障时锁死所有的驱动信号。

与非门U7C、与非门U7D、双二极管DA14组成上桥门极驱动器；与非门U7B、与非门U7A、双二极管DA15组成下桥门极驱动器。上桥门极驱动器与下桥门极驱动器之间设充电电路，该充电电路包括电容、电阻，其中电容通过电阻充电产生延时时间。

工作原理： CPU发出的PWM脉冲信号为上下桥部互补且有死区的信号U1+,U1-；在传输过程中，信号U1+,U1-接收的信号可能受到干扰，可能上下桥臂同时为触发有效电平或者没有死区。若CPU产生的PWM信号U1+,U1-同时接收到低电平信号（有效驱动电平）时，由双二极管DA14和DA15起作用使与非门U7A和U7D同时输出高电平信号，门极不会被触发；当CPU产生的PWM信号U1+,U1-同时接收到高电平信号，由与非门U7B和U7C起作用，、与非门U7A和U7D同时输出高电平信号，门极不会被触发。

当U1+为低电平，U1-为高电平时，U1+对应的上桥信号经与非门U7C后变为高电平，U1-由负极到正极跳变沿之前电容C35是没有充电的，跳变沿之后电容C35由电阻R101充电产生延时时间，充满电后与非门U7D的引脚13立即变为高电平，同时产生驱动信号。这部分电路在没有死区时会自动产生死区，而有死区时只要死区大于RC充电时间以CPU产生的死区时间为准。由于电路是对称的，当U1+为高电平，U1-为低电平时，与上述工作原理相同。