[发明专利]一种高压大功率IGBT驱动电路

摘要

本发明公开了一种高压大功率IGBT驱动电路，包括：驱动电源电路模块、PWM信号收发模块、高速双通道比较器模块、驱动电流放大模块、反馈电路检测模块、钳位电路模块；驱动电源电路模块为各模块提供所需电源；PWM信号收发模块和高速双通道比较器模块信号连接驱动电流放大模块，驱动电流放大模块生成的信号驱动IGBT，反馈电路检测模块连接高速双通道比较器模块，用于过流、短路的检测；本发明的驱动电路可缩短开关时间，减少开关损耗，使IGBT工作在较理想的开关状态下。

主权项

一种高压大功率IGBT驱动电路，其特征在于，驱动电源电路模块、PWM信号收发模块、高速双通道比较器模块、驱动电流放大模块、反馈电路检测模块、钳位电路模块；驱动电源电路模块为各模块提供所需电源；外部DSP发出PWM±信号经PWM接收模块转换成PWM信号，通过高速双通道比较器模块形成比较信号提供给驱动电流放大模块，驱动电流放大模块生成的IGBT驱动信号经钳位电路模块输出到外部IGBT；此外，高速双通道比较器模块生成的另一个比较信号提供给反馈电路检测模块进行整个电路运行状态的检测；其中，驱动电源电路模块，其包含脉冲变压器电路、全波整流桥电路、DC‑DC 电源电路；脉冲变压器电路输入端接外界电源脉冲，接地保护线端接机壳，脉冲变压器电路实现电压的转换和隔离；全波整流桥电路由D8、D9、D10、D11四个二极管组成，并分别连接上述脉冲变压器电路的输出端；DC‑DC电源电路由U6、U7两个电源芯片及其外围电路组成，两个电源芯片的输入端分别串联一个电阻和电容形成RC滤波电路，两个电源芯片的输出端之间分别并联有电容C13和C14，电容C13和C14上分别并联有电容C18和C17，电容C18的正极为电源芯片U7输出端，负极为GND端；电容C17的正极为电源GND 端，负极为电源芯片U6输出端；PWM信号收发模块，其通过电阻接收DSP芯片的PWM+、PWM‑信号，PWM信号经光耦后输出；光耦的第1脚和第2脚分别接收PWM‑、PWM+信号，光耦的第3脚接电源+5V，光耦的第5脚接电源GND端，光耦的第4脚连接电阻R42后连接电源+15V端，并作为PWM信号发送端；高速双通道比较器模块，其包含两个比较器芯片U5和U8，比较器芯片U5的第5脚连接电阻R58和R56串联的接线端，电阻R58接电源+15V端，电阻R56接GND端；比较器芯片U5的第6脚连接电阻R54和稳压管D2串联的接线端，电阻R54接电源+15V端，稳压管D2接GND端；比较器芯片U5的第7脚作为第5脚、第6脚的比较结果，并通过电阻R63反馈到第5脚；比较器芯片U5的第3脚连接电阻R66和电阻R67串联的接线端，电阻R67接电源‑12V端，电阻R66接GND端；比较器芯片U5的第2脚连接电阻R65和稳压管D22串联的接线端，稳压管D22接电源‑12V端，电阻R65接GND端；比较器芯片U5的第1脚作为第2脚、第3脚的比较结果，并通过电阻R68反馈到第3脚；比较器芯片U5的第8 脚接电源+15V端，第4脚接电源‑12V端；比较器芯片U8的第2脚和第6脚分别连接电阻R12和R46串联的接线端，电阻R12、电阻R46和电阻R44串联，电阻R44接电源+15V端，电阻R12 接GND 端；电阻R44和稳压管D1串联连接到IGBT的集电极C极，稳压管D1接GND端；比较器芯片U8的第3脚通过连接电阻R24接收PWM信号；比较器芯片U8的第1脚作为第2脚、第3脚的比较结果，并通过电阻R23反馈到第3脚；比较器芯片U8的第5脚连接电阻R48和电阻R49串联的接线端，电阻R48接电源+15V端，电阻R49接GND端；比较器芯片U8的第7脚作为第5脚、第6脚的比较结果，并通过电阻R60反馈到5脚；比较器芯片U8的第8脚接电源+15V端，第4脚接电源‑12V端；驱动电流放大模块，其包含有场效应管驱动器U4、场效应管T1 和T2、三极管T3，高速双通道比较器模块输出的比较信号DraProtect和Ovtage分别串联电阻R37、R64后并联连U4，场效应管驱动器U4接收PWM信号，场效应管驱动器U4分别连接电阻R9和电阻R47，所述的电阻R9和电阻R47分别连接场效应管T1和T2的栅极，场效应管T2的漏极连接电源+15V端，源极经限流电阻R30连接IGBT的栅极，场效应管T1的源极连接GND端，漏极经限流电阻R31连接IGBT的栅极，瞬变抑制二极管D16的正、负极分别连接场效应管T2的源极和漏极，瞬变抑制二极管D15的正、负极分别连接场效应管T1的源极和漏极，瞬变抑制二极管DD1和DD2反向串联，瞬变抑制二极管DD1的负极连接IGBT的栅极，瞬变抑制二极管DD2的负极连接IGBT的发射极，IGBT的发射极连接电源‑12V端；反馈电路检测模块，其包含隔离光耦U1、场效应管驱动器U102，隔离光耦U1的第4脚连接场效应管驱动器U102的第4脚，隔离光耦U1的第3脚接电源+5V端，第1脚接电源‑12V端，第2脚连接电阻R41，第5脚接GND端；场效应管驱动器U102的第5脚串联限流电阻R122连到DSP芯片上检测驱动板的工作情况，场效应管驱动器U102的第6脚接外界电源15V端，第3脚接GND端；上述比较器芯片U8的第7脚输出的OvProtect信号分成两路，一路串联二极管D17B的正极接到GND端，另一路串联电阻R41连接隔离光耦U1的第2脚；钳位电路模块，其包含IGBT的栅极与发射极之间的钳位电路和集电极与栅极之间的钳位电路；栅极与发射极之间的钳位电路是在栅极和发射极之间两个方向相反的瞬变抑制二极管；集电极与栅极之间的钳位电路是由26个二极管DD1‑DD26组成，在DD2至DD5并联电阻DR6和吸收电容DC1。