專利名稱：一種中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，特別是一種能提高中 小功率驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)能力的驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
絕緣柵雙極晶體管，簡稱IGBT，是80年代出現(xiàn)的新型復(fù)合器件，它集 MOSFET和晶體管的優(yōu)點(diǎn)于一體，具有響應(yīng)速度快、工作電流大、耐壓高等優(yōu) 點(diǎn)，在開關(guān)電源、變頻器、逆變器等領(lǐng)域里很受青睞。但由于IGBT自身的特性， 使其工作時(shí)會(huì)發(fā)生擎住效應(yīng)而導(dǎo)致門極失控，或者因電流電壓過大或不穩(wěn)定， 造成IGBT損壞而不能正常工作，為克服這些缺點(diǎn)，人們設(shè)計(jì)了很多IGBT的驅(qū) 動(dòng)電路和保護(hù)電路。目前常用的驅(qū)動(dòng)電路是基于2SD315、 M57962等驅(qū)動(dòng)模塊 設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路。2SD315驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，但價(jià)格高，適合于驅(qū)動(dòng)1200V 和1700V的中大功率的IGBT，而對于中小功率的IGBT來說則驅(qū)動(dòng)成本太高。 M57962驅(qū)動(dòng)模塊是日本三菱電機(jī)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)IGBT驅(qū)動(dòng)模塊，價(jià)格適中，適合 于驅(qū)動(dòng)600A/600V或400A/1200V的中小功率的IGBT，但該驅(qū)動(dòng)模塊存在驅(qū)動(dòng) 能力相對固定的問題?，F(xiàn)有的基于M57962驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路如圖l所示，5 端為驅(qū)動(dòng)信號輸出端，驅(qū)動(dòng)信號經(jīng)5端輸出后經(jīng)過限流電阻Rg后驅(qū)動(dòng)IGBT， 由于5端輸出的驅(qū)動(dòng)信號經(jīng)過限流電阻Rg后直接驅(qū)動(dòng)IGBT，從而限制了M57962 的驅(qū)動(dòng)能力。如要驅(qū)動(dòng)更大功率的IGBT，則驅(qū)動(dòng)能力明顯不夠，需要增強(qiáng)它的 驅(qū)動(dòng)能力。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是針對中小功率驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)能力不夠的問題，設(shè)計(jì) 一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)電路，提高中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)能力。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng) 電路，由驅(qū)動(dòng)模塊、故障信號檢測電路、故障信號反饋電路、驅(qū)動(dòng)信號輸入電 路、驅(qū)動(dòng)信號輸出電路、電源供電電路、限幅和濾波電路組成，所述的故障信
號檢測電路與驅(qū)動(dòng)模塊的1、 2端相連接，故障信號反饋電路與驅(qū)動(dòng)模塊的8端 相連接，驅(qū)動(dòng)信號輸入電路與驅(qū)動(dòng)模塊的13、 14端相連接，驅(qū)動(dòng)信號輸出電路與驅(qū)動(dòng)模塊的5端相連接，電源供電電路與驅(qū)動(dòng)模塊的4、 6端相連接，限幅和 濾波電路由限幅電路VZ103、 VZ104和濾波電路C107、 R104組成。所述的驅(qū) 動(dòng)信號輸出電路由功率放大電路、限流電阻Rg組成，功率放大電路的M端與 驅(qū)動(dòng)模塊的5端相連接，另一端與限流電阻Rg連接。
本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)模塊是M57962系列驅(qū)動(dòng)模塊。
本實(shí)用新型所述的功率放大電路是由高放大倍數(shù)和快速開關(guān)能力的NPN、 PNP開關(guān)三極管對管組成的互補(bǔ)電路。
本實(shí)用新型所述的功率放大電路也可以采用N溝道、P溝道的MOSFET對 管組成的互補(bǔ)電路。
本實(shí)用新型所述的NPN、 PNP開關(guān)三極管對管反向電壓一般大丁50V，放 大倍數(shù)p>150。
本實(shí)用新型所述的限流電阻Rg的阻值應(yīng)為IGBT內(nèi)部和外部驅(qū)動(dòng)電阻之和。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下
1、 由于本實(shí)用新型選用低壓三極管作為驅(qū)動(dòng)電路的功率放大電路的器件， 而三極管可以多只并聯(lián)，易于提高驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力。
2、 由于本實(shí)用新型選用低壓三極管器件的通態(tài)電阻很小，通態(tài)壓降很小， 所以功率損耗很小，可以節(jié)約能源。
3、 由于本實(shí)用新型采用的M57962驅(qū)動(dòng)模塊的價(jià)格只是2SD315驅(qū)動(dòng)模塊 價(jià)格的十幾分之一，對于中小功率的IGBT的驅(qū)動(dòng)電路來說，可以大大節(jié)約生產(chǎn) 成本。


本實(shí)用新型共有兩張附圖，其中
圖1是常用中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。
圖2是本實(shí)用新型中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。
圖中，20、驅(qū)動(dòng)模塊，21、故障信號檢測電路，22、故障信號反饋電路，
23、驅(qū)動(dòng)信號輸入電路，24、驅(qū)動(dòng)信號輸出電路，25、電源供電電路，26、限
幅和濾波電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。如圖2所示，本實(shí)用新型所 述的驅(qū)動(dòng)電路由驅(qū)動(dòng)模塊20、故障信號檢測電路2K故障信號反饋電路22、驅(qū)動(dòng)信號輸入電路23、驅(qū)動(dòng)信號輸出電路24、供電電源電路25和限幅和濾波電 路26組成，所述的故障信號檢測電路21與驅(qū)動(dòng)模塊20的1、 2端相連接，故 障信號反饋電路22與驅(qū)動(dòng)模塊20的8端相連接，驅(qū)動(dòng)信號輸入電路23與驅(qū)動(dòng) 模塊20的13、 14端相連接，驅(qū)動(dòng)信號輸出電路24與驅(qū)動(dòng)模塊20的5端相連 接，電源供電電路25與驅(qū)動(dòng)模塊20的4、 6端相連接，4、 6端分別為驅(qū)動(dòng)模塊 20的正負(fù)電源供應(yīng)端。驅(qū)動(dòng)模塊20的3、 7、 9、 IO端均為空端。限幅和濾波電 路26由限幅電路VZ103、 VZ104和濾波電路C107、 R104組成。所述的驅(qū)動(dòng)信 號輸出電路24由功率放大電路和限流電阻Rg組成，功率放大電路的M端與驅(qū) 動(dòng)模塊20的5端相連接，另一端與限流電阻Rg連接。所述的驅(qū)動(dòng)模塊是M57962 系列驅(qū)動(dòng)模塊，常用的有M57962L驅(qū)動(dòng)模塊或M57962AL驅(qū)動(dòng)模塊。所述的功 率放大電路是由高放大倍數(shù)和快速開關(guān)能力的NPN、 PNP開關(guān)三極管對管組成 的互補(bǔ)電路，也可以采用N溝道、P溝道的MOSFET對管組成的互補(bǔ)電路。所 述的NPN、 PNP開關(guān)三極管對管反向電壓-般大于50V，放大倍數(shù)pl50。所 述的限流電阻Rg的阻值應(yīng)為IGBT內(nèi)部和外部驅(qū)動(dòng)電阻之和。
本實(shí)用新型工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊20的8端為故障信號輸出端，故障信號經(jīng)故 障信號反饋電路22反饋給外接的保護(hù)電路，使外接保護(hù)電路動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)模塊20 的13、 14為驅(qū)動(dòng)信號輸入端，1、 2端為故障信號輸入端，當(dāng)驅(qū)動(dòng)模塊20檢測 到1端的電壓為7V時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊20判定IGBT主電路為短路，立即通過驅(qū)動(dòng) 模塊20內(nèi)部的光耦電路輸出關(guān)斷信號，從而使驅(qū)動(dòng)模塊20的5端輸出低電平 并將IGBT的G、 E兩端置于負(fù)向偏置，使IGBT可靠關(guān)斷。同時(shí)，輸出故障信 號使驅(qū)動(dòng)模塊20的8端為低電平，從而驅(qū)動(dòng)外接的保護(hù)電路工作。延遲2~3秒 后，若驅(qū)動(dòng)模塊20檢測到13端為高電平，則驅(qū)動(dòng)模塊20恢復(fù)工作。限幅電路 VZ103、 VZ104的作用是確保IGBT可靠開通和關(guān)斷，濾波電路R104、 C107的 作用是對輸出信號進(jìn)行濾波，同時(shí)也有保護(hù)IGBT不被靜電擊穿的作用。穩(wěn)壓管 VZ102可以防止VD擊穿而損壞驅(qū)動(dòng)模塊20。
本實(shí)用新型工作時(shí)，三極管Q1、 Q2工作處于互補(bǔ)狀態(tài)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)模塊20的 5端輸出高電平時(shí)，Ql導(dǎo)通，Q2截止，驅(qū)動(dòng)電壓VDD通過Q1加到IGBT的門 極，使IGBT飽和導(dǎo)通。當(dāng)5端輸出低電平時(shí)，Q2導(dǎo)通，Ql截止，驅(qū)動(dòng)電壓 VEE通過Q2加到IGBT的門極，使IGBT關(guān)斷。
權(quán)利要求1、一種中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，主要由驅(qū)動(dòng)模塊(20)、故障信號檢測電路(21)、故障信號反饋電路(22)、驅(qū)動(dòng)信號輸入電路(23)、驅(qū)動(dòng)信號輸出電路(24)、供電電源電路(25)和限幅和濾波電路(26)組成，所述的故障信號檢測電路(21)與驅(qū)動(dòng)模塊(20)的1、2端相連接，故障信號反饋電路(22)與驅(qū)動(dòng)模塊(20)的8端相連接，驅(qū)動(dòng)信號輸入電路(23)與驅(qū)動(dòng)模塊(20)的13、14端相連接，驅(qū)動(dòng)信號輸出電路(24)與驅(qū)動(dòng)模塊(20)的5端相連接，電源供電電路(25)與驅(qū)動(dòng)模塊(20)的4、6端相連接，限幅和濾波電路(26)由限幅電路VZ103、VZ104和濾波電路C107、R104組成，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)信號輸出電路(24)由功率放大電路和限流電阻Rg組成，功率放大電路的M端與驅(qū)動(dòng)模塊(20)的5端相連接，另一端與限流電阻Rg連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所 述的驅(qū)動(dòng)模塊是M57962系列驅(qū)動(dòng)模塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所 述的功率放大電路是由高放大倍數(shù)和快速開關(guān)能力的NPN、 PNP開關(guān)三極管對 管組成的互補(bǔ)電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所 述的功率放大電路釆用N溝道、P溝道的MOSFET對管組成的互補(bǔ)電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所 述的NPN、 PNP開關(guān)三極管對管反向電壓一般大于50V,放大倍數(shù)p>150。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所 述的限流電阻Rg的阻值應(yīng)為IGBT內(nèi)部和外部驅(qū)動(dòng)電阻之和。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種中小功率驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，所述的驅(qū)動(dòng)電路由驅(qū)動(dòng)模塊、故障信號檢測電路、故障信號反饋電路、驅(qū)動(dòng)信號輸入電路、驅(qū)動(dòng)信號輸出電路、電源供電電路、限幅和濾波電路組成，所述的驅(qū)動(dòng)信號輸出電路由功率放大電路、限流電阻R_g組成，所述的功率放大電路是由高放大倍數(shù)和快速開關(guān)能力的NPN、PNP開關(guān)三極管對管組成的互補(bǔ)電路或采用N溝道、P溝道的MOSFET對管組成的互補(bǔ)電路。本實(shí)用新型所述的三極管可以多只并聯(lián)，易于提高驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力，節(jié)約能源。本實(shí)用新型采用的M57962驅(qū)動(dòng)模塊的價(jià)格只是2SD315驅(qū)動(dòng)模塊價(jià)格的十幾分之一，可以大大節(jié)約生產(chǎn)成本，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號H02M1/08GK201294453SQ20082021821
公開日2009年8月19日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者吳志友, 戴碧君, 馬惠春 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心