具有多功能的igbt驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種驅(qū)動電路，尤其涉及一種具有多功能的IGBT驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT模塊廣泛應(yīng)用于機(jī)車牽引、電動汽車、航空電源以及可再生能源并網(wǎng)發(fā)電等領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中，應(yīng)用工況復(fù)雜、處理功率隨機(jī)波動，使得IGBT模塊承受不均衡的電熱應(yīng)力，容易引起IGBT模塊的老化，從而降低了使用IGBT模塊的設(shè)備的可靠性。
[0003]由于IGBT模塊在老化過程中，其自身寄生參數(shù)會發(fā)生相應(yīng)的變化，為了檢測IGBT模塊的老化狀態(tài)，一般通過對IGBT模塊的寄生參數(shù)進(jìn)行檢測，從而評估IGBT模塊的老化狀態(tài)，現(xiàn)有的方法是將某設(shè)備中的IGBT模塊從設(shè)備上拆卸下來，將IGBT模塊與原驅(qū)動電路斷開，然后通過專門的測試設(shè)備進(jìn)行測試，這種方式浪費(fèi)巨大的人力和物力，而且效率低下，更為重要的是，在拆卸過程中，由于拆卸操作等原因會對IGBT模塊造成影響，也就是說最終測試時(shí)的參數(shù)可能為拆卸操作以及電熱應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的，從而影響最終測試的準(zhǔn)確性。
[0004]因此，需要提出一種具有多功能的IGBT驅(qū)動電路，既能夠驅(qū)動IGBT在正常使用中工作，而且又能夠在不拆卸的情況下進(jìn)行參數(shù)測試，一方面節(jié)省人力、物力，提高測試效率，另一方面，能夠有效避免外界因素的干擾，確保最終測試的準(zhǔn)確性，從而能夠準(zhǔn)確評估IGBT模塊的老化狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種具有多功能的IGBT驅(qū)動電路，既能夠驅(qū)動IGBT在正常使用中工作，而且又能夠在不拆卸的情況下進(jìn)行參數(shù)測試，一方面節(jié)省人力、物力，提高測試效率，另一方面，能夠有效避免外界因素的干擾，確保最終測試的準(zhǔn)確性，從而能夠準(zhǔn)確評估IGBT模塊的老化狀態(tài)。
[0006]本發(fā)明提供的一種具有多功能的IGBT驅(qū)動電路，包括電源模塊、信號處理模塊以及功率放大模塊，所述電源模塊向信號處理模塊以及功率放大模塊供電，所述信號處理模塊向功率放大模塊輸出控制信號，所述功率放大模塊根據(jù)信號處理模塊輸出的控制信號輸出IGBT驅(qū)動信號、IGBT測試信號或者IGBT關(guān)斷信號。
[0007]進(jìn)一步，所述功率放大模塊包括三極管Ql、三極管Q2、三極管Q3、電阻Rl、電阻R2以及雙向TVS 二極管；
[0008]所述三極管Ql和三極管Q2均為NPN型三極管，三級管Q3為PNP型三極管；電阻Rl的一端與所述三極管Ql的發(fā)射極、三極管Q2的發(fā)射極以及三極管Q3的發(fā)射極連接，電阻Rl的另一端作為功率放大模塊的輸出端;三極管Ql的基極、三極管Q2的基極以及三極管Q3的基極分別與信號處理模塊的控制信號輸出端連接，三極管Ql的集電極、三極管Q2的集電極以及三極管Q3的集電極分別與電源模塊的輸出端連接，雙向TVS 二極管與電阻R2并聯(lián)后一端連接于電阻Rl作為功率放大模塊的輸出端的一端，另一端接地。
[0009]進(jìn)一步，所述功率放大模塊按照如下方式工作:
[0010]三極管Q1、三極管Q2以及三極管Q3的基極邏輯信號分別以gl、g2和g3表示；
[0011]當(dāng)信號處理模塊輸出的邏輯信號為81= 1^2 = 0^3 = 1，功率放大模塊輸出電壓為VclI;
[0012]當(dāng)信號處理模塊輸出的邏輯信號為81= 0^2 = 1^3 = 1，功率放大模塊輸出的電壓為Vcl2;
[0013]當(dāng)信號處理模塊輸出的邏輯信號為gI= O，g2 = O，g3 = O，功率放大模塊輸出的電壓為Vel;
[0014]其中，Vc11為功率放大模塊輸出的驅(qū)動電壓，Vc 12為功率放大模塊輸出的測試電壓，Vel為功率放大模塊輸出的關(guān)斷電壓。
[0015]進(jìn)一步，還包括故障檢測模塊，所述故障檢測模塊的輸入端與被驅(qū)動的IGBT的集電極連接，故障檢測模塊的輸出端與信號處理電路的檢測輸入端連接。
[0016]進(jìn)一步，所述故障檢測模塊包括二極管D1、電阻R3、比較器Ul以及定時(shí)器Tl;
[0017]所述電阻R3的一端連接電源Ucc，另一端連接于二極管Dl的正極，二極管Dl的負(fù)極與被驅(qū)動的IGBT的集電極連接，比較器Ul的正相端連接于二極管Dl與電阻R3之間的公共連接點(diǎn)，比較器Ul的反相端輸入設(shè)定參考信號，定時(shí)器Tl的第一輸入端與比較器Ul的輸出端連接，定時(shí)器Tl的第二輸入端輸入控制信號，定時(shí)器Tl的輸出端與信號處理電路的輸入端連接。
[0018]進(jìn)一步，還包括輸入隔離單元，所述輸入隔離單元的輸入端與外部電源連接，輸入隔離單元的輸出端與電源模塊的輸入端連接。
[0019]進(jìn)一步，還包括光耦隔離單元，所述光耦隔離單元具有兩個輸入端，其中第一輸入端輸入驅(qū)動信號，第二輸入端輸入測試信號，光耦隔離單元具有兩個輸出端，其中第一輸出端X和第二輸出端y均與信號處理模塊的輸入端連接，第一輸出端X和故障檢測模塊的定時(shí)器的第二輸入端連接。
[0020]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的具有多功能的IGBT驅(qū)動電路，既能夠驅(qū)動IGBT在正常使用中工作，而且又能夠在不拆卸的情況下進(jìn)行參數(shù)測試，實(shí)現(xiàn)對IGBT模塊的寄生參數(shù)的在線監(jiān)測，一方面節(jié)省人力、物力，提高測試效率，降低使用成本以及提高應(yīng)用靈活性，另一方面，能夠有效避免外界因素的干擾，確保最終測試的準(zhǔn)確性，從而能夠準(zhǔn)確評估IGBT模塊的老化狀態(tài)。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0022]圖1為本發(fā)明的原理框圖。
[0023]圖2為本發(fā)明的功率放大模塊的電路原理圖。
[0024]圖3為本發(fā)明的光耦隔離單元的電路原理圖。
[0025]圖4為本發(fā)明的故障檢測單元的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1為本發(fā)明的原理框圖，圖2為本發(fā)明的功率放大模塊的電路原理圖，圖3為本發(fā)明的光耦隔離單元的電路原理圖，圖4為本發(fā)明的故障檢測單元的電路原理圖，如圖所示，本發(fā)明提供的一種具有多功能的IGBT驅(qū)動電路，包括電源模塊、信號處理模塊以及功率放大模塊，所述電源模塊向信號處理模塊以及功率放大模塊供電，所述信號處理模塊向功率放大模塊輸出控制信號，所述功率放大模塊根據(jù)信號處理模塊輸出的控制信號輸出IGBT驅(qū)動信號、IGBT測試信號或者IGBT關(guān)斷信號，通過這種結(jié)構(gòu)，既能夠驅(qū)動IGBT在正常使用中工作，而且又能夠在不拆卸的情況下進(jìn)行參數(shù)測試，實(shí)現(xiàn)對IGBT模塊的寄生參數(shù)的在線監(jiān)測，一方面節(jié)省人力、物力，提高測試效率，降低使用成本以及提高應(yīng)用靈活性，另一方面，能夠有效避免外界因素的干擾，確保最終測試的準(zhǔn)確性，從而能夠準(zhǔn)確評估IGBT模塊的老化狀
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[0027]其中，電源模塊不僅僅向功率放大模塊供電，還向故障檢測模塊、信號處理模塊以及光耦隔離單元進(jìn)行供電，可以通過現(xiàn)有的電路實(shí)現(xiàn)不同電壓等級輸出，本實(shí)施例中，電源模塊輸出的電壓分別為+15V的Veil，用于驅(qū)動IGBT工作；+12V的Vcl2，用作IGBT的測試信號;+5V，用于光耦隔離單元的工作電壓;-7V的Vel，用于IBGT的關(guān)斷驅(qū)動；
[0028]信號處理模塊，在本實(shí)施例中，具有三個信號輸入和三個邏輯輸出，其中三個邏輯輸出分別向三極管Ql、三極管Q2以及三極管Q3的基極輸出邏輯信號，三個信號輸入分別接收故障檢測模塊輸出信號z、光耦隔離單元輸出信號y以及光耦隔離單元輸出信號X。
[0029]本實(shí)施例中，所述功率放大模塊包括三極管Ql、三極管Q2、三極管Q3、電阻R1、電阻R2以及雙向TVS 二極管；
[0030]所述三極管Ql和三極管Q2均為NPN型三極管，三級管Q3為PNP型三極管；電阻Rl的一端與所述三極管Ql的發(fā)射極、三極管Q2的發(fā)射極以及三極管Q3的發(fā)射極連接，電阻Rl的另一端作為功率放大模塊的輸出端g，并向圖4中的被驅(qū)動的IGBT的柵極輸出驅(qū)動信號;三極管Ql的基極、三