[实用新型]一种降低IGBT驱动损耗的电路

说明书

本实用新型公开了一种降低IGBT驱动损耗的电路，属于半导体器件控制技术领域，包括顺次连接的电流方向采集单元、电流方向判断单元和驱动调节单元，电流方向采集单元与IGBT所在电路连接；驱动调节单元与IGBT的驱动信号生成单元的输出端连接，且驱动调节单元输出端与IGBT的栅极连接，用于在实时电流方向与IGBT的正向导流方向不一致时，使IGBT处于关断状态，避免IGBT在其反并联二极管导流期间的开关动作，降低驱动损耗，提升电路整体效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件控制技术领域，尤其涉及一种降低IGBT驱动损耗的电路。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)，是由双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，因其良好的动静态特性，在电力电子产品中得到了广泛应用。

由IGBT组成的电力电子变换器大多用于感性负载，比如电机或电网。在这种应用场景下，电流一般是幅值和方向交替变化的交流电，需要电力电子变换器电路具有双向导流功能。同时，由于感性负债电路中的电流不能突变，电力电子变换器需要提供相应的续流回路以便电流流通。由于IGBT器件结构，其是单相导流器件；为了满足双向导流以及提供电流续流功能，业界一般通过为IGBT反并联一个二极管来实现，如图1中S1所示。

IGBT作为可控器件，其开关动作由驱动电路来实现。反并联二极管为不可控器件，其工作状态由外电路所决定。IGBT驱动电路接收来自控制单元的开关逻辑信号，当开关逻辑信号为高时，通过图1所示的脉冲驱动输出单元电路为IGBT提供驱动电流和电荷，使栅源极等效电容充电建立电压，形成导电沟道。当开关逻辑信号为低时，脉冲驱动输出单元电路为IGBT提供反向驱动电流，从栅源极等效电容中不断抽离电荷，从而使导电沟道关断。

开关逻辑信号由控制单元根据控制算法和调制策略来实现，而开关逻辑信号生成时，一般将IGBT和反并联二极管组成的整体S1当成一个全控型开关来对待，没有区分具体的电流通路是由IGBT导流还是经由二极管流通，即：希望S1单元导通的时候，生成高电平驱动信号；希望S1单元关断的时候，生成低电平驱动信号。

这种开关逻辑信号生成方式虽然简单易行，但是和电路具体工况缺少关联，导致在反向电流(相对于IGBT正向导流方向)流通周期内，高电平开关逻辑信号将使IGBT建立沟道，但是由于IGBT的单向导流特性，反向电流经由反并联二极管进行流通，使得IGBT的开关动作失去意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中IGBT处于反向导流状态下，即使开通IGBT也不会实质影响电流路径，反而增加驱动损耗的问题，提供了一种降低IGBT驱动损耗的电路。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种降低IGBT驱动损耗的电路，包括顺次连接的电流方向采集单元、电流方向判断单元和驱动调节单元。其中，电流方向采集单元与IGBT所处电路连接，如与IGBT所处电路的电源部分或者负载回路连接，用于获取IGBT所处电路的实时电流方向。电流方向判断单元用于判断实时电流方向与IGBT的导流方向是否一致，进而确定IGBT当前所处正向导流周期还是反向导流周期，以此建立IGBT器件与电路实时工作的联系。驱动调节单元的输入端与IGBT的驱动信号生成单元的输出端连接，且其输出端与IGBT的栅极连接，用于在实时电流的方向与IGBT的正向导流方向不一致时，即IGBT处于反向导流周期时，消隐或阻塞或封锁IGBT的驱动信号(生成低电平的驱动信号，驱动信号用于控制IGBT进行开关动作)，使IGBT处于关断状态，避免IGBT在其反并联二极管导流期间的开关动作，降低驱动损耗，提升电路整体效率。