[实用新型]电压型栅控器件的驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子领域，具体而言，涉及一种电压型栅控器件的驱动电路。

背景技术

功率半导体技术是电力电子技术的基础与核心，随着微电子技术的发展，以MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物晶体管）和IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）等电压型栅控器件因其性能优越、控制方便等优点而获得广泛应用，尤其在各种功率源、开关电源、感应加热、逆变焊机、变频器、汽车电子领域发挥着极其重要的作用。

功率器件的不断发展，使得其驱动电路也在不断地发展，图1示出了现有技术中使用分立器件构建IGBT驱动器的电路图，图2是现有技术中使用集成电路TLP250构成的IGBT驱动器的电路图，图3是现有技术中具有软栅压、软关断保护功能的IGBT驱动器的电路图，通过以上三种IGBT驱动器的电路图分析可以得出现有技术中的驱动电路的特点包括：

（1）分立元件构建的驱动电路，双电源供电、结构复杂、集成化程度低、故障率高；

（2）光电耦合器驱动电路，线路简单、体积小，反应速度慢，无过流保护功能，需外加放大电路和辅助电源；

（3）厚膜驱动电路，保密性好，双电源供电，有过流保护功能，驱动功率小、工作频率低；

（4）专用集成驱动电路，集成度高，单电源供电，价格高，驱动功率小、工作频率低。

因此，现有的MOSFET和IGBT驱动电路保护功能不完善导致工作可靠性差，而且一般只能满足大功率、低频率或小功率、高频率的应用，已经逐渐不能满足功率器件高功率、高频率、高可靠性的应用要求。

针对相关技术中的电压型栅控器件的驱动电路中保护功能不完善导致工作可靠性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种电压型栅控器件的驱动电路，以解决现有技术中电压型栅控器件的驱动电路中保护功能不完善导致工作可靠性差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电压型栅控器件的驱动电路。该电压型栅控器件的驱动电路包括：传感器接口，用于采集电压型栅控器件的工作信号；脉冲信号接口，用于接收外部控制电路产生的单极性脉冲信号；数字保护电路，与传感器接口和脉冲信号接口分别连接，用于按照工作信号和单极性脉冲信号生成驱动信号；集成驱动核，与数字保护电路连接，用于将驱动信号转换为电压型栅控器件的控制信号。

进一步地，上述数字保护电路包括：比较器，与传感器接口连接，用于接收工作信号并在工作信号超出预设限值时发出保护信号；锁存器，与比较器连接，用于锁存保护信号；与门电路，与锁存器和脉冲信号接口分别连接，用于将保护信号和单极性脉冲信号进行与逻辑运算以得到驱动信号。

进一步地，上述传感器接口包括：电压传感器接口，用于接收电压型栅控器件的电压信号；霍尔传感器接口，用于接收电压型栅控器件的电流信号；温度传感器接口，用于接收电压型栅控器件的工作温度信号，比较器包括：第一比较器，与电压传感器接口连接，用于比较电压信号与预设电压限值的大小；第二比较器，与霍尔传感器接口连接，用于比较电流信号与预设电流限值的大小；第三比较器，与温度传感器接口连接，用于比较温度信号与预设温度限值的大小。

进一步地，上述锁存器为R-S锁存器，该R-S锁存器的第一R输入端与第一比较器的输出端连接、R-S锁存器的第二R输入端与第二比较器的输出端连接、R-S锁存器的第三R输入端与第三比较器的输出端连接。

进一步地，本实用新型提供的电压型栅控器件的驱动电路还包括第一电容和第三电阻，第一电容的第一端连接电源，第一电容的第二端与第三电阻的第一端连接于第二节点，第三电阻的第二端连接输入电压公共端，R-S锁存器的S输入端与第二节点连接。

进一步地，上述与门电路包括：第一与门，该第一与门的输入端与R-S锁存器的输出端分别连接；第二与门，该第二与门的第一输入端与第一与门的输出端连接，该第二与门的第二输入端与脉冲信号接口连接，该第二与门的输出端与集成驱动核连接。

进一步地，本实用新型提供的电压型栅控器件的驱动电路还包括：光电隔离器，设置在脉冲信号接口与数字保护电路之间。

进一步地，本实用新型提供的电压型栅控器件的驱动电路还包括：栅极电路，与集成驱动核连接，用于输出控制信号。