本發(fā)明設(shè)計(jì)電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種基于RCD電路應(yīng)用于IGBT串聯(lián)的同步驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

IGBT（Isolated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管 ）是MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金屬-氧化物-半場(chǎng)效應(yīng)晶體管）和GTR（電力晶體管）的復(fù)合器件。除具有MOSFET開(kāi)關(guān)速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好和驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，還具有GTR的導(dǎo)通壓降低、電流容量大等特點(diǎn)。因此在大功率工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是

在高壓大功率應(yīng)用場(chǎng)合，單個(gè)IGBT的容量還不能不滿(mǎn)足高壓大功率要求，而將多個(gè)IGBT管串聯(lián)使用帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益不言而喻。

串聯(lián)技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題在于保證串聯(lián)的IGBT柵極驅(qū)動(dòng)同步，目前工程上采用IGBT串聯(lián)輔助電路和驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制補(bǔ)償電路兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)串聯(lián)IGBT驅(qū)動(dòng)同步：采用IGBT串聯(lián)輔助電路是指跟隨IGBT兩端的電壓變化去改變柵極控制電壓，這是一種被動(dòng)式柵極驅(qū)動(dòng)電壓控制方式，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)動(dòng)作，抑制IGBT串聯(lián)的過(guò)電壓；補(bǔ)償式電路是通過(guò)對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電壓補(bǔ)償達(dá)到同步關(guān)斷。上述兩種辦法在實(shí)際的運(yùn)行中，當(dāng)串聯(lián)的IGBT個(gè)數(shù)較多時(shí)，也會(huì)引起由于控制信號(hào)的不同步造成IGBT損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種串聯(lián)IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，解決驅(qū)動(dòng)信號(hào)因?yàn)闀r(shí)間差導(dǎo)致串聯(lián)電路中的IGBT不能同時(shí)導(dǎo)通而造成系統(tǒng)設(shè)備的損壞。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種串聯(lián)IGBT驅(qū)動(dòng)電路，包括驅(qū)動(dòng)電源、負(fù)載電阻、IGBT網(wǎng)絡(luò)電路，所述IGBT網(wǎng)絡(luò)電路由數(shù)個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)管串聯(lián)而成，該驅(qū)動(dòng)電路還包括一DSP信號(hào)發(fā)生器，所述DSP信號(hào)發(fā)生器包括導(dǎo)通信號(hào)輸出端和關(guān)斷信號(hào)輸出端,每一級(jí)IGBT開(kāi)關(guān)管均與一RCD電路及一MOS管連接，所述RCD電路包括第一電阻、電容及第一二極管，第一二極管的陽(yáng)極與IGBT開(kāi)關(guān)管的集電極連接，第一二極管的陽(yáng)極與第一電阻、MOS管的源極連接， MOS管的柵極通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)電阻與關(guān)斷信號(hào)輸出端連接，MOS管的漏極通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電阻與IGBT開(kāi)關(guān)管的基極連接，第一級(jí)IGBT開(kāi)關(guān)管的基極通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電阻與導(dǎo)通信號(hào)輸出端連接，第一電阻的另一端通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電阻與下一級(jí)MOS管的源極連接。

優(yōu)選地，所述IGBT開(kāi)關(guān)管的集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)有均壓電阻。

優(yōu)選地，所述第一電阻的另一端與第一驅(qū)動(dòng)電阻之間設(shè)有第二二極管。

優(yōu)選地，第二驅(qū)動(dòng)電阻與關(guān)斷信號(hào)輸出端之間設(shè)有第三二極管。

如上所述，本發(fā)明串聯(lián)IGBT驅(qū)動(dòng)電路具有以下有益效果：該串聯(lián)IGBT驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠；通過(guò)DSP產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)通信號(hào)和一個(gè)關(guān)斷信號(hào)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)同步，克服了IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)形成過(guò)程中因?yàn)轵?qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)差而導(dǎo)致系統(tǒng)中的IGBT不能同時(shí)導(dǎo)通造成系統(tǒng)設(shè)備的損壞。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的電路圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖1。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種串聯(lián)IGBT驅(qū)動(dòng)電路，包括驅(qū)動(dòng)電源V、負(fù)載電阻R5、IGBT網(wǎng)絡(luò)電路，IGBT網(wǎng)絡(luò)電路由數(shù)個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)管S1-S8串聯(lián)而成，電源V的負(fù)極與IGBT開(kāi)關(guān)管S1的發(fā)射極連接，IGBT開(kāi)關(guān)管S1的集電極與下一級(jí)IGBT開(kāi)關(guān)管S2的發(fā)射極，以此類(lèi)推，最后一級(jí)IGBT開(kāi)關(guān)管S8的集電極通過(guò)負(fù)載電阻R5與電源V的正極連接。IGBT開(kāi)關(guān)管的集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)有均壓電阻R2.

該驅(qū)動(dòng)電路還包括一DSP信號(hào)發(fā)生器，DSP信號(hào)發(fā)生器包括導(dǎo)通信號(hào)輸出端Drive1和關(guān)斷信號(hào)輸出端Drive2,每一級(jí)IGBT開(kāi)關(guān)管S均與一RCD電路及一MOS管M連接，RCD電路包括第一電阻R1、電容C及第一二極管D，第一二極管D的陽(yáng)極與對(duì)應(yīng)IGBT開(kāi)關(guān)管S的集電極連接，第一二極管D的陽(yáng)極與第一電阻R1、MOS管M的源極連接， MOS管M的柵極通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)電阻R4與關(guān)斷信號(hào)輸出端Drive2連接，MOS管M的漏極通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電阻R3與對(duì)應(yīng)的IGBT開(kāi)關(guān)管S的基極連接，其中第一級(jí)IGBT開(kāi)關(guān)管S1的基極通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電阻R3與導(dǎo)通信號(hào)輸出端Drive1連接，第一電阻R1的另一端通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電阻R3與下一級(jí)IGBT開(kāi)關(guān)管S對(duì)應(yīng)的MOS管M的源極連接。第一電阻R1的另一端與第一驅(qū)動(dòng)電阻R3之間設(shè)有第二二極管D1，第二驅(qū)動(dòng)電阻R4與關(guān)斷信號(hào)輸出端Drive2之間設(shè)有第三二極管D2。

該串聯(lián)IGBT驅(qū)動(dòng)電路在工作時(shí)，假設(shè)在IGBT開(kāi)關(guān)管S1打開(kāi)之前，RCD回路中的電容C通過(guò)主電路電壓分壓沖上電壓，當(dāng)導(dǎo)通信號(hào)輸出端Drive1發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)送達(dá)IGBT開(kāi)關(guān)管S1柵極，IGBT開(kāi)關(guān)管S1導(dǎo)通，IGBT開(kāi)關(guān)管S1集電極和發(fā)射極之間電壓降低使得RCD回路導(dǎo)通。此時(shí)，RCD回路中的電容放電通過(guò)第一電阻R₁和第二二極管D₁將驅(qū)動(dòng)電壓傳輸?shù)较乱患?jí)IGBT開(kāi)關(guān)管S2。IGBT開(kāi)關(guān)管S2的集電極和發(fā)射極之間電壓開(kāi)始降低，同理，IGBT開(kāi)關(guān)管S₂兩級(jí)之間電壓的降低使得RCD回路中的電容C₂放電再通過(guò)電阻R₂和二極管D₂將能量傳輸?shù)较乱粋€(gè)IGBT開(kāi)關(guān)管S₃，以此類(lèi)推，直至所有開(kāi)關(guān)管S₁~S₈通過(guò)這種方式同時(shí)導(dǎo)通。當(dāng)關(guān)斷信號(hào)輸出端Drive2通過(guò)第三二極管D₂送達(dá)MOS管M，所有IGBT開(kāi)關(guān)管S₁~S₈柵極電壓降低，所有IGBT開(kāi)關(guān)管同時(shí)關(guān)斷。

該串聯(lián)IGBT驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠；通過(guò)DSP產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)通信號(hào)和一個(gè)關(guān)斷信號(hào)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)同步，克服了IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)形成過(guò)程中因?yàn)轵?qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)差而導(dǎo)致系統(tǒng)中的IGBT不能同時(shí)導(dǎo)通造成系統(tǒng)設(shè)備的損壞。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。