[发明专利]一种IGBT驱动互锁电路及IGBT电路

说明书

本发明公开了一种IGBT驱动互锁电路及IGBT电路，通过第一互锁电路对两路第一信号通道进行互锁，以及第二互锁电路对两路第二信号通道进行互锁，由于第一互锁电路和第二互锁电路形成两级驱动互锁保护，使得无论在何种驱动信号异常情况下，均能够实现对IGBT桥臂的直通保护，有效避免了因IGBT桥臂直通对IGBT的损坏，且不存在外界干扰、软件编程不完善等因素引起的IGBT误开通问题，保障了IGBT的安全性。

技术领域

本发明涉及IGBT驱动控制技术领域，具体涉及一种IGBT驱动互锁电路及IGBT电路。

背景技术

IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor)，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。由于其具备驱动功率小、饱和导通压降低等优点，因而非常适用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

在当前广泛应用的半桥、全桥等电路拓扑中，IGBT在其中扮演了至关重要的角色。在其构成的拓扑电路中，由于存在桥臂这种形式，因此在设计驱动电路时，就需要考虑对IGBT的保护，避免出现桥臂直通现象。桥臂直通会引起桥臂短路，瞬间在IGBT晶圆上通过较大电流，从而损坏IGBT。为了避免桥臂直通现象的发生，现有的常规做法是软件处理用于驱动IGBT导通和关断的PWM信号，在微处理器输出的互补PWM信号(分别用于驱动上桥臂的IGBT和下桥臂的IGBT)之间插入死区时间，使互补PWM信号不同时为高或同时为低。这种处理方法从源头上规避了IGBT出现桥臂直通的可能性，但在实际电路中，由于PCB走线、结构布局的原因，微处理器输出的互补PWM信号仍然需要经过一段距离才能到达IGBT门极引脚，在信号传输过程中，PWM信号容易受到干扰源的干扰、电源波动的影响，引起桥臂直通，因此这种控制方式仍然存在缺陷。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是在半桥、全桥等电路拓扑中，如何有效避免因IGBT桥臂直通而损坏IGBT的现象。

根据第一方面，一种实施例中提供一种IGBT驱动互锁电路，包括：两路第一信号通道、两路第二信号通道、第一互锁电路和第二互锁电路；

每路所述第一信号通道的输入端用于接收第一驱动信号，用于传输第一驱动信号并对第一驱动信号进行电平变换处理后输出第二驱动信号；

所述第一互锁电路的输入端用于接收所述第一驱动信号和控制使能信号，输出端分别连接两路所述第一信号通道，用于根据被输入的第一驱动信号和控制使能信号的电平对两路所述第一信号通道进行互锁；

每路所述第二信号通道的输入端与对应所述第一信号通道的输出端连接，用于传输第二驱动信号并对第二驱动信号进行电平变换处理后输出第三驱动信号，所述第三驱动信号用于驱动上桥臂IGBT或者下桥臂IGBT的关断；

所述第二互锁电路用于对两路所述第二信号通道进行互锁，以避免两路所述第二信号通道输出的第三驱动信号驱动上桥臂IGBT和下桥臂IGBT同时导通。

进一步地，所述第一互锁电路用于在两路所述第一驱动信号的电平互补，且所述控制使能信号为高电平时，控制两路所述第一信号通道输出的第二驱动信号的电平是互补的，且每路所述第一信号通道输出的第二驱动信号的电平为所输入第一驱动信号电平的反相；

所述第一互锁电路还用于在两路所述第一驱动信号的电平相同，且所述控制使能信号为高电平时，控制两路所述第二驱动信号的电平为低电平；

所述第一互锁电路还用于在所述控制使能信号为低电平，且两路所述第一驱动信号的电平互补时，控制两路所述第一信号通道输出的第二驱动信号的电平为低电平。