專(zhuān)利名稱(chēng)：一種igbt驅(qū)動(dòng)集成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，特別是一種用于電磁加熱產(chǎn)品的IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，屬于IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置的改進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電磁加熱產(chǎn)品功率器件IGBT的驅(qū)動(dòng)電路都是采用分立元件組成的推挽輸出電路或者是反相電路加推挽輸出電路形式。上述形式的驅(qū)動(dòng)電路元件多，走線(xiàn)復(fù)雜，信號(hào)干擾大，生產(chǎn)效率低，在電磁干擾或走線(xiàn)干擾情況下易出現(xiàn)IGBT開(kāi)通時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致過(guò)流損壞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問(wèn)題，提供一種性能優(yōu)良、裝配簡(jiǎn)便、高度集成的IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，包括反相電路、脈沖寬度限制電路和推挽輸出電路，所述反相電路的輸出端連接脈沖寬度限制電路的輸入端，脈沖寬度限制電路的輸出端連接推挽輸出電路的輸入端，上述反相電路、脈沖寬度限制電路和推挽輸出電路固裝于殼體底部的內(nèi)表面，所述殼體空腔內(nèi)填充有絕緣物。上述反相電路、脈沖寬度限制電路和推挽輸出電路分別通過(guò)基板固裝于殼體底部的內(nèi)表面。上述反相電路的輸入端，推挽輸出電路的輸出端，以及反相電路、脈沖寬度限制電路和推挽輸出電路共同的電源端和地端四個(gè)端口通過(guò)基板端部向殼體外延伸形成相應(yīng)的針狀引腳，四個(gè)針狀引腳的順序分別為電源引腳、推挽輸出電路輸出引腳、反相電路輸入引腳、地引腳。上述反相電路包括三極管Ql和電阻Rl，R2, R3，輸入信號(hào)PWM通過(guò)電阻R2和三極管Ql的基極B相連，三極管Ql的集電極C通過(guò)電阻R3和18V電源相連，三極管Ql的發(fā)射極E和地線(xiàn)相連，電阻Rl兩端分別連接18V電源和PWM輸入信號(hào)，反相電路的輸出信號(hào)從三極管Ql的集電極C極引出。上述脈沖寬度限制電路包括電阻R4，R5, R6, R7, R8, R9, R10,電容Cl，C2, C3, C4，比較器Ul，U2以及二極管Dl，電阻R4，R5, R6, R7,電容Cl，C2和比較器Ul形成的電路具有同相輸出功能，電阻R8，R9，R10，電容C3，C4，二極管D1，比較器U2構(gòu)成高電平輸出寬度限制電路。上述推挽輸出電路包括電阻R11，R12，R13，R14，三極管Q2，Q3，其中Q2為NPN型三極管，Q3為PNP型三極管。本實(shí)用新型采用部分電路集成的方式將反相電路、脈沖寬度限制電路和推挽輸出電路集成封裝到殼體內(nèi)，其帶來(lái)的有益效果是，將反相電路、脈沖寬度限制電路和推挽輸出電路這三部分電路集成為一個(gè)具有IGBT最大開(kāi)通脈沖寬度限制的驅(qū)動(dòng)元件，精簡(jiǎn)了電磁加熱產(chǎn)品電路板外圍電路設(shè)計(jì)，降低電路板組裝的難度，提高整個(gè)電路板生產(chǎn)效率；同時(shí)在能夠解決IGBT因干擾問(wèn)題導(dǎo)致開(kāi)通時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而過(guò)流損壞的問(wèn)題，大大提高了電磁加熱產(chǎn)品電路板的可靠性。

圖I為本實(shí) 用新型IGBT驅(qū)動(dòng)電路集成封裝模塊的電路連接框圖。圖2為本實(shí)用新型IGBT驅(qū)動(dòng)電路集成模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖I所示，本實(shí)用新型的IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，包括反相電路12、脈沖寬度限制電路13和推挽輸出電路14，所述反相電路12的輸出端連接脈沖寬度限制電路13的輸入端，脈沖寬度限制電路13的輸出端連接推挽輸出電路14的輸入端，并且反相電路12、脈沖寬度限制電路13和推挽輸出電路14有共同的電源端和地端。上述反相電路12、脈沖寬度限制電路13和推挽輸出電路14固裝于殼體11底部的內(nèi)表面，所述殼體11空腔內(nèi)填充有絕緣物。上述反相電路12、脈沖寬度限制電路13和推挽輸出電路14分別通過(guò)基板固裝于殼體11底部?jī)?nèi)表面。上述反相電路12的輸入端，推挽輸出電路14的輸出端，以及反相電路12、脈沖寬度限制電路13和推挽輸出電路14共同的電源端和地端四個(gè)端口通過(guò)基板端部向殼體11外延伸形成相應(yīng)的針狀引腳，四個(gè)針狀引腳的順序分別為電源引腳I、推挽輸出電路輸出引腳2、反相電路輸入引腳3、地引腳4。如圖2所示，上述反相電路12包括三極管Ql和電阻R1，R2，R3，輸入信號(hào)PWM通過(guò)電阻R2和三極管Ql B極相連，三極管Ql C極通過(guò)電阻R3和18V電源相連，三極管QlE極和地線(xiàn)相連，電阻Rl兩端分別連接18V電源和PWM輸入信號(hào)，反相電路的輸出信號(hào)從三極管Ql的C極引出，當(dāng)PWM信號(hào)為高電平時(shí)，三極管Ql因B極電壓高于0. 7V而導(dǎo)通，C極電壓接近0V，當(dāng)PWM信號(hào)為低電平時(shí)，三極管Ql截止，三極管Ql C極電壓為18V，此電路不但實(shí)現(xiàn)了反相，也實(shí)現(xiàn)了 PWM信號(hào)由5V到18V的轉(zhuǎn)變。上述脈沖寬度限制電路13包括電阻R4，R5, R6, R7, R8, R9, R10,電容Cl，C2, C3, C4，比較器Ul，U2以及二極管Dl，電阻R4，R5, R6, R7,電容Cl，C2和比較器Ul形成的電路具有同相輸出功能，比較器Ul的負(fù)極輸入信號(hào)為固定電壓U1_=18*R7/(R6+R7)，正極輸入信號(hào)為U1+=PWM_0UT*R5/ (R4+R5)，并且 R5/ (R4+R5) > R7/ (R6+R7)，當(dāng) PWM_0UT 為 18V 時(shí)，比較器Ul輸出高電平，當(dāng)PWM_0UT為OV時(shí)，比較器Ul輸出低電平；電阻R8，R9, R10,電容C3，C4,二極管D1，比較器U2構(gòu)成高電平輸出寬度限制電路，比較器U2輸出高電平最大時(shí)間是由充電電路中的時(shí)間常數(shù)t=R10*C4決定，當(dāng)18V電壓通過(guò)電阻RlO向電容C4充電的電壓U2_大于U2+=18*R9/ (R8+R9)時(shí)，比較器U2輸出低電平，同時(shí)比較器U2負(fù)極輸入電壓U2_通過(guò)二極管D1，電阻R9向地線(xiàn)放電，然后重復(fù)下一個(gè)最大高電平限制過(guò)程。上述推挽輸出電路14包括電阻R11，R12，R13，R14，三極管Q2，Q3，其中Q2為NPN型三極管，Q3為PNP型三極管，R12接Q2的C極，RlI接Q2的B極，Q2與Q3的E極接R13，輸出IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)比較器U2輸出高電平時(shí)三極管Q2導(dǎo)通，IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)為18V高電平，當(dāng)比較器U2輸出低電平時(shí)三極管Q3導(dǎo)通，IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)為OV低電平。下面以電磁爐為例詳細(xì)說(shuō)明IGBT驅(qū)動(dòng)電路集成模塊的工作原理市電交流電經(jīng)過(guò)整流橋堆整流處理得到直流脈動(dòng)電壓，經(jīng)外部濾波電容為電磁爐負(fù)載提供直流穩(wěn)定電壓；主MCU向驅(qū)動(dòng)電路集成模塊輸入PWM信號(hào)，PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路集成模塊內(nèi)部的反相
電路實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)由5V向18V轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變后的信號(hào)經(jīng)過(guò)最大脈沖寬度限制電路和推挽輸出電路后，輸出IGBT的柵極控制信號(hào)控制IGBT開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，通過(guò)調(diào)整MCU輸出的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比，實(shí)現(xiàn)電磁爐輸出功率的變化。
權(quán)利要求1.一種IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，其特征在于包括反相電路(12)、脈沖寬度限制電路(13)和推挽輸出電路(14)，所述反相電路(12)的輸出端連接脈沖寬度限制電路(13)的輸入端，脈沖寬度限制電路(13)的輸出端連接推挽輸出電路(14)的輸入端，上述反相電路(12)、脈沖寬度限制電路(13 )和推挽輸出電路(14 )固裝于殼體(11)底部?jī)?nèi)表面，所述殼體(11)空腔內(nèi)填充有絕緣物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，其特征在于上述反相電路(12)、脈沖寬度限制電路(13)和推挽輸出電路(14)分別通過(guò)基板固裝于殼體(11)底部?jī)?nèi)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，其特征在于上述反相電路(12)的輸入端，推挽輸出電路(14)的輸出端，以及反相電路(12)、脈沖寬度限制電路(13)和推挽輸出電路(14)共同的電源端和地端四個(gè)端口通過(guò)基板端部向殼體(11)外延伸形成相應(yīng)的針狀引腳，四個(gè)針狀引腳的順序分別為電源引腳(I)、推挽輸出電路輸出引腳(2)、反相電路輸入引腳(3)、地引腳(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，其特征在于上述反相電路(12)包括三極管Ql和電阻Rl，R2, R3，輸入信號(hào)PWM通過(guò)電阻R2和三極管Ql的基極B相連，三極管Ql的集電極C通過(guò)電阻R3和18V電源相連，三極管Ql的發(fā)射極E和地線(xiàn)相連，電阻Rl兩端分別連接18V電源和PWM輸入信號(hào)，反相電路的輸出信號(hào)從三極管Ql的集電極C極引出。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，其特征在于上述脈沖寬度限制電路(13)包括電阻R4, R5, R6, R7, R8, R9, RlO,電容Cl, C2, C3, C4，比較器Ul, U2以及二極管D1，電阻R4，R5，R6，R7，電容Cl，C2和比較器Ul形成的電路具有同相輸出功能，電阻R8, R9, R10,電容C3，C4，二極管D1，比較器U2構(gòu)成高電平輸出寬度限制電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置，其特征在于上述推挽輸出電路(14)包括電阻町1，1 12，1 13，1 14，三極管Q2，Q3，其中Q2為NPN型三極管，Q3為PNP型三極管。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種IGBT驅(qū)動(dòng)集成裝置。包括反相電路、脈沖寬度限制電路和推挽輸出電路，反相電路的輸出端連接脈沖寬度限制電路的輸入端，脈沖寬度限制電路的輸出端連接推挽輸出電路的輸入端，上述反相電路、脈沖寬度限制電路和推挽輸出電路固裝于殼體底部的內(nèi)表面，殼體空腔內(nèi)填充有絕緣物。本實(shí)用新型通過(guò)將反相電路、脈沖寬度限制電路、推挽輸出電路這三部分分離元件電路集成為具有最大脈沖寬度限制的IGBT驅(qū)動(dòng)模塊，有效保護(hù)IGBT因開(kāi)通時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而出現(xiàn)過(guò)流損壞，通過(guò)把驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行集成，減少功率板上的元件個(gè)數(shù)和走線(xiàn)復(fù)雜性，提高電路板生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)H02M1/08GK202435253SQ201120430339
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者曾露添, 李新峰 申請(qǐng)人:美的集團(tuán)有限公司