[实用新型]具有高负电压的自举供电MOSFET/IGBT驱动线路

说明书

技术领域

本发明涉及一种换流器IGBT或MOSFET门电路的驱动装置，尤其涉及一种具有高负电压的自举线路供电MOSFET/IGBT的驱动线路。

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。发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种具有高负电压的自举供电MOSFET/IGBT驱动线路，解决了传统自举供电基础上难以实现负电压关断问题，以及传统负压不够稳定，随着功率增大负压减小的问题；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，本发明采用如下技术方案：

一种具有高负电压的自举供电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；自举供电线路、上位推挽驱动线路和上位保护线路依次串联连接，上位负压生成线路与自举供电线路、上位推挽驱动线路和上位功率管M₁分别连接；所述上位负压生成线路产生功率管关断时所需负压，所述上位负压生成线路的电压大小随主功率的增大而增加，所述电压大小可超过低压直流稳压电源供电电压；上位功率管M₁导通时不经过上位负压生成线路的电容。

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；直流稳压电源、下位推挽驱动线路和下位保护线路依次串联连接，下位负压生成线路并联接入下位推挽驱动线路和下位功率管M₂之间。

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：稳压二极管D₁₀和电容C₁₆并联支路的一端与上位推挽驱动线路下端晶体管的发射极连接，另一端与自举供电线路的电容C₁₄连接；二极管D₁₁、二极管D₁₂与所述稳压二极管D₁₀和电容C₁₆的并联支路依次串联连接，二极管D₁₁的负极与二极管D₁₂的负极连接，二极管D₁₁的正极与低压直流稳压电源的正极连接，电感L₂的一端接在二极管D₁₁与二极管D₁₂之间、另一端与自举供电线路的电容C₁₄连接。

所述下位负压生成线路包括：稳压二级管D₁₃和电容C₁₉并联连接后与电阻R₁₃串联连接。

所述上位推挽驱动线路的输入端信号采用电容耦合。

对于上位负压生成线路，负电压位于上位推挽驱动线路晶体管Q₈的发射极和上位功率管M₁的源极之间，而上位功率管导通时并不经过上位负压生成线路中的负压电容C₁₆。