[发明专利]一种电动汽车IGBT驱动模块

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种电动汽车IGBT驱动模块。

背景技术

电动汽车电机控制器作为电动汽车发展的核心部件之一，关系到未来中国新能源技术的发展，是衡量中国电动汽车领域核心技术研发能力的重要指标。电动汽车电机控制器集成了主控模块、IGBT模块、IGBT驱动模块以及冷却系统。其中，IGBT驱动模块的设计是硬件设计较难的部分，因为涉及到高压大电流以及低压小电流，所以必须对高、低压进行隔离，各个驱动模块也必须隔离，以保证所有器件互不干扰、安全工作。电机控制器作为电动汽车的动力模块组成部分，必须符合汽车安全等级的要求，以保证使用者的安全。而IGBT驱动模块的设计是电机控制器中要求较高的。电动汽车电驱动电子产品工作环境条件恶劣，温度范围要求-40°C~+125°C，抗震防水等等。此外，IGBT驱动模块要求工作效率高，待机情况下耗能少。

现有技术存在以下的问题：

专利201020184721.X提及采用驱动芯片IR2085S专门为工业产品市场而设计，未能通过汽车级体系认证，不能确保通过汽车电子产品相关试验，可能在恶劣条件下会失效或发生错误，危及使用者安全。

专利201020184721.X采用的直流总线方式半桥结构DC/DC变换电路，难以提供稳定的正负电源来驱动IGBT和降低IGBT开关损耗。电动汽车电机驱动模块工况转换频繁，在IGBT负载变化迅速的情况下，此专利产品也无法高效运转，难以在实际的电动汽车工况下正常工作。

IGBT最佳开通电压为+15V，关断电压在-9~-6V为佳。常用的正负分压技术方案采用图1所示的方法，利用稳压二极管和电阻构成+15V和-8V的正负电源，用来控制IGBT的开通和关断。但此方案在常温条件下、IGBT工作轻载情况下，发热厉害，在IGBT满载情况下，温度很高，难以确保器件能长时间正常工作。专利201020184721.X采用的分压电路技术方案如图2所示，也存在类似的问题，不能解决分压电路二极管的散热问题。

此外未见相关专利涉及如何进入低功耗模式，在电动汽车上相关的要求必须满足，特在本发明专利设计了此功能，可在必要时候让驱动模块进入休眠状态，降低系统功耗。

本发明专门为电动汽车设计，达到汽车等级要求，通过汽车级认证，可用在永磁同步电机或交流异步电机控制器上，实现高效地控制IGBT开通关断控制和驱动IGBT正常工作。

发明内容

本发明解决的技术问题是：构建一种适用于三相异步电机或永磁同步电机控制器中的IGBT驱动模块，解决分压电路二极管的散热问题、提供稳定的正负电源来驱动IGBT和降低IGBT开关损耗，并能进入低功耗模式。

本发明采取的技术方案为构建一种电动汽车IGBT驱动模块，包括连接器、开关电源模块电路、正负分压电路及三相六路IGBT驱动电路，所述开关电源模块电路给所述连接器提供电源，所述正负分压电路处理所述开关电源模块电路输出的电源，所述三相六路IGBT驱动电路输入端与所述开关电源模块连接，输出端与IGBT集电极连接。

作为本发明的进一步改进，所述三相六路IGBT驱动电路包括DSP控制电路、光耦隔离芯片及与之连接的IGBT导通压降检测电路和推挽驱动电路及，所述光耦隔离芯片的驱动输出端与所述DSP控制电路的控制信号输入端相接，实现驱动信号的控制和及驱动电流的放大。

作为本发明的进一步改进，所述开关电源模块电路包括开关电源芯片、电解电容C1、二极管、三极管、MOSFET管、高频变压器及MOSFET吸收回路，所述电解电容C1的一端与所述高频变压器相接，另一端与所述开关电源芯片连接，所述二极管位于所述高压变频器输出正端，与所述高频变压器直接相连后与输出电容正端相连，所述MOSFET管的S极的一端通过MOSFET吸收回路接地、另一端接所述高频变压器，D极通过电阻R5接地，G极连接所述开关电源芯片。