[实用新型]一种具有负压的自举供电MOSFET/IGBT驱动线路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种换流器IGBT或MOSFET门电路的驱动装置，尤其涉及一种具有负压的自举供电MOSFET/IGBT驱动线路。

背景技术

功率变换器性能在很大程度上受制于功率开关管MOSFET/IGBT（MOSFET：金属-氧化层-半导体-场效晶体管；IGBT：绝缘栅双极型晶体管）的开关性能，因此MOSFET/IGBT的驱动线路在电力电子系统中占有举足轻重的地位。功率管的驱动线路改善主要从以下几个方面：

（1）减小开关时间，从而提高功率变换系统效率，如有源驱动线路。

（2）线路可靠性方面的改善，利用负压保证开关管可靠关断，过压、过流等的检测信号的反馈，从而防止开关管直通等。

（3）线路简化，如供电线路采用自举线路供电。

传统线路主要采用独立供电负压关断或自举线路供电零电压关断。独立供电负压关断如图1所示，上位功率管和下位功率管分别独立隔离供电，这种方式驱动线路稳定性相对较好，但功率变换系统通常含有多个功率管，使得对辅助供电线路要求较高，辅助供电线路较复杂；自举线路供电零电压关断如图2所示，上位功率管采用自举电压线路供电，线路相对简洁，失效率相对较低，上位功率管驱动线路的负压生成线路通常采用稳压管和电容并联，但是这种方式难于应用于上位功率管驱动，难以保证功率管的可靠关断，且容易因干扰造成误导通。实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种具有负压的自举供电MOSFET/IGBT驱动线路，有效解决了传统自举供电基础上不能有效增加负压线路,导致上桥臂MOSFET/IGBT不能可靠关断，并且大负载时容易导致上下桥臂直通，最终烧毁设备的问题；既保证了线路的简洁性，又能保证功率管的可靠关断。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有负压的自举供电MOSFET/IGBT驱动线路，包括：上位功率管M₁驱动电路和下位功率管M₂驱动电路，上位功率管M₁驱动电路包括：自举供电线路、上位推挽驱动线路、上位负压生成线路和上位保护线路依次串联连接；所述上位负压生成线路串接在上位推挽驱动线路的限流电阻与上位功率管M₁的栅极之间。

下位功率管M₂驱动电路包括：低压直流稳压电源、下位推挽驱动线路、下位负压生成线路和下位保护线路依次串联连接；所述下位负压生成线路串接在下位推挽驱动线路的限流电阻与下位功率管M₂的栅极之间。

所述上位负压生成线路或者下位负压生成线路中的电容在功率管导通时充电，功率管关断时放电。

所述自举供电线路包括二极管D₉和电容C₁₄并联连接。

所述上位负压生成线路包括：二极管D₁₂、电阻R₁₂和稳压二极管D₁₀的串联支路与电容C₁₅并联连接。

所述下位负压生成线路包括：二极管D₁₃、电阻R₁₃和稳压二极管D₁₁的串联支路与电容C₁₆并联连接。

下位功率管M₂导通时低压直流稳压源为下位负压生成线路中的电容充电。

上位功率管M₁导通时自举供电线路中电容所储存的电量为上位负压生成线路中的电容充电。

所述上位负压生成线路或者下位负压生成线路中的电容保持电压不变、稳压管限定负电压的大小、电阻限制流过稳压管的电流、二极管在功率管关断时断开稳压管支路。

在上位功率管驱动电路或者下位功率管驱动电路中：上述的连接方式使得在推挽线路输出高电平时负压生成线路中电容进行充电，功率管栅极电压为推挽线路输出电压减去负压生成线路电容两端的电压；而在推挽线路输出低电平时负压生成线路中电容进行放电，功率管栅极为负压，大小为负压生成线路电容两端的电压。

具体工作流程为：通过微机的控制生成驱动MOSFET元件门电路所需的PWM控制信号，通过光耦隔离后输出到功率管门电路驱动线路的推挽输入端；下位功率管驱动线路由直流稳压电源直接供电，而上位功率管驱动线路通过自举供电线路进行供电；功率管关断时由负压生成线路提供负压进行负压关断。

本实用新型的有益效果是：