專(zhuān)利名稱(chēng)：Igbt的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓IGBT驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
IGBT集中了 MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)，具有輸入阻抗高，開(kāi)關(guān)速度快，熱穩(wěn)定性好，通態(tài)壓降低，耐壓高，承受電流大等特點(diǎn)，近年來(lái)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。IGBT是電壓控制型器件，在它的柵極發(fā)射極之間施加十幾伏的直流電壓，只有微安級(jí)的電流流過(guò)，基本上不消耗功率。但I(xiàn)GBT的柵極發(fā)射極之間存在較大的寄生電容，IGBT導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)候需要驅(qū)動(dòng)電路提供數(shù)安培級(jí)的充放電電流，以滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)脈沖的上升和下降沿需要。驅(qū)動(dòng)電路對(duì)IGBT正常工作非常重要。一般來(lái)說(shuō)，IGBT驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該有以下功能:一、向IGBT提供適當(dāng)?shù)恼驏艍骸２⑶以贗GBT導(dǎo)通過(guò)程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路提供給IGBT的驅(qū)動(dòng)電壓和電流要有足夠的幅度，以保證IGBT的導(dǎo)通速度和減少開(kāi)通損耗。二、能向IGBT提供足夠的反向柵壓，使IGBT在柵極出現(xiàn)開(kāi)關(guān)噪聲時(shí)仍能可靠截止。三、由于IGBT多用于高壓場(chǎng)合，要求驅(qū)動(dòng)在控制電路和IGBT功率電路之間提供有效的電氣隔離。四、具有一定的保護(hù)功能，在IGBT過(guò)壓或者過(guò)流時(shí)能及時(shí)采取措施，并發(fā)出故障信號(hào)。在市場(chǎng)產(chǎn)品中，絕大部分驅(qū)動(dòng)電路不關(guān)注驅(qū)動(dòng)電路輸入信號(hào)和輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的延時(shí)大小以及延時(shí)的抖動(dòng)。而在某些測(cè)量和同步等應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)這些時(shí)序提出了較高要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種成本低可靠性高的IGBT驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，包括有驅(qū)動(dòng)電源電路、光纖信號(hào)收發(fā)模塊U、高速比較器ICl、驅(qū)動(dòng)芯片IC2和電流放大電路，所述的驅(qū)動(dòng)電源電路包括有兩個(gè)DC-DC隔離電源模塊Hl和H2，DC-DC隔離電源模塊Hl和H2的兩輸出端之間分別并聯(lián)有電容C3和C4，電容C3和C4上分別并聯(lián)有極性電容C5和C6，極性電容C5和C6串聯(lián)，極性電容C5的正極為電源Vcc2端，極性電容C6的負(fù)極為電源GND端，極性電容C5和C6的連接端為電源Vccl端，所述的光纖信號(hào)收發(fā)模塊U連接高速比較器ICl的I腳，高速比較器ICl的3、4、5腳均接GND端，6腳架空，8腳接電源Vccl端，電阻Rl和電阻R2串聯(lián)，電阻Rl和R2的連接端連接高速比較器ICl的2腳，電阻Rl接電源Vccl端，電阻R2接GND端，高速比較器ICl的7腳連接所述的驅(qū)動(dòng)芯片IC2的2腳，驅(qū)動(dòng)芯片IC2的I腳上連接電阻R3，電阻R3連接電源Vcc2端，3腳接GND端，4腳接電阻R5，電阻R5接GND端，5腳架空，8腳連接電阻R4，電阻R4連接GND端，6腳連接電源Vcc2端，6腳還分別連接電容C2和極性電容Cl的正極，電容C2和極性電容Cl的負(fù)極均連接GND端，7腳輸出分為兩路，一路連接電阻R6，另一路連接電阻R7，所述的電流放大電路包括有場(chǎng)效應(yīng)管Ql和Q2，所述的電阻R6和電阻R7分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2和Ql的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極連接電源Vcc2端，源極經(jīng)限流電阻R8連接IGBT的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極連接GND端，漏極經(jīng)限流電阻R9連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極管D3的正、負(fù)極分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極和漏極，瞬變抑制二極管D4的正、負(fù)極分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極和漏極，瞬變抑制二極管Dl和D2反向串聯(lián)，瞬變抑制二極管Dl的負(fù)極連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極管D2的負(fù)極連接IGBT的發(fā)射極，IGBT的發(fā)射極連接電源Vccl 端。所述的高速比較器ICl型號(hào)為MAX962，所述的驅(qū)動(dòng)芯片的型號(hào)為IXDD504。所述的電源Vccl端電壓取5V,電源Vcc2端電壓取15V。光纖信號(hào)收發(fā)模塊接收外部控制光信號(hào)，轉(zhuǎn)換成幅值較低的電信號(hào)送入高速比較器ICl的I腳，電阻R1、R2連接端輸出一基準(zhǔn)電壓到高速比較器ICl的2腳，高速比較器的7腳輸出的電信號(hào)到驅(qū)動(dòng)芯片IC2的2腳，電信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片IC2處理后輸出峰值電流最高達(dá)4A的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)7腳輸出，場(chǎng)效應(yīng)管Ql、Q2構(gòu)成放大電路，使輸出驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)一步放大，電阻R8、R9的取值根據(jù)IGBT器件特性選取，瞬變抑制二極管D3負(fù)端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極，正端連接Q2的源極，主要起保護(hù)作用，瞬變抑制二極管D4同樣主要起保護(hù)作用，瞬變抑制二極管D1、D2主要作用是吸收IGBT的G、E兩端產(chǎn)生的尖峰毛刺，防止IGBT誤導(dǎo)通。電源Vccl和Vcc2由DC-DC隔離電源模塊H2、H1提供，Vccl電壓選取5V，Vcc2為15V。驅(qū)動(dòng)器輸出的驅(qū)動(dòng)波形為+15V導(dǎo)通信號(hào)和-5V的關(guān)斷信號(hào)。由于全部選用高速器件，驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)延時(shí)較小，時(shí)序抖動(dòng)可以達(dá)到小于1.5nsο本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型輸入信號(hào)采用光纖隔離，電源模塊采用絕緣隔離直流電源模塊，絕緣強(qiáng)度大，能驅(qū)動(dòng)高達(dá)1700VU600A高壓IGBT工作，驅(qū)動(dòng)電路器件都采用高速元器件，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出與信號(hào)輸入之間的延遲較小，且延時(shí)抖動(dòng)較小，特別適合一些對(duì)時(shí)序要求較高的場(chǎng)合。并且驅(qū)動(dòng)電路采用的各元器件都是市場(chǎng)上很成熟的產(chǎn)品，成本較低，可靠性較高。

圖1為本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為驅(qū)動(dòng)電源電路圖。圖3為驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所不,一種IGBT的驅(qū)動(dòng)電路,包括有驅(qū)動(dòng)電源電路、光纖信號(hào)收發(fā)模塊U、高速比較器IC1、驅(qū)動(dòng)芯片IC2和電流放大電路，所述的驅(qū)動(dòng)電源電路包括有兩個(gè)DC-DC隔離電源模塊Hl和H2，DC-DC隔離電源模塊Hl和H2的兩輸出端之間分別并聯(lián)有電容C3和C4，電容C3和C4上分別并聯(lián)有極性電容C5和C6，極性電容C5和C6串聯(lián)，極性電容C5的正極為電源Vcc2端，極性電容C6的負(fù)極為電源GND端，極性電容C5和C6的連接端為電源Vccl端，所述的光纖信號(hào)收發(fā)模塊U連接高速比較器ICl的I腳，高速比較器ICl的3、
4、5腳均接GND端，6腳架空，8腳接電源Vccl端，電阻Rl和電阻R2串聯(lián)，電阻Rl和R2的連接端連接高速比較器ICl的2腳，電阻Rl接電源Vccl端，電阻R2接GND端，高速比較器ICl的7腳連接所述的驅(qū)動(dòng)芯片IC2的2腳，驅(qū)動(dòng)芯片IC2的I腳上連接電阻R3，電阻R3連接電源Vcc2端，3腳接GND端，4腳接電阻R5，電阻R5接GND端，5腳架空，8腳連接電阻R4，電阻R4連接GND端，6腳連接電源Vcc2端，6腳還分別連接電容C2和極性電容Cl的正極，電容C2和極性電容Cl的負(fù)極均連接GND端，7腳輸出分為兩路，一路連接電阻R6，另一路連接電阻R7，所述的電流放大電路包括有場(chǎng)效應(yīng)管Ql和Q2，所述的電阻R6和電阻R7分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2和Ql的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極連接電源Vcc2端，源極經(jīng)限流電阻R8連接IGBT的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極連接GND端，漏極經(jīng)限流電阻R9連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極管D3的正、負(fù)極分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極和漏極，瞬變抑制二極管D4的正、負(fù)極分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極和漏極，瞬變抑制二極管Dl和D2反向串聯(lián)，瞬變抑制二極管Dl的負(fù)極連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極管D2的負(fù)極連接IGBT的發(fā)射極，IGBT的發(fā)射極連接電源Vccl端。所述的高速比較器ICl型號(hào)為MAX962，所述的驅(qū)動(dòng)芯片的型號(hào)為IXDD504。所述的電源Vccl端電壓取5V,電源Vcc2端電壓取15V。
權(quán)利要求1.一種IGBT的驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于:包括有驅(qū)動(dòng)電源電路、光纖信號(hào)收發(fā)模塊U、高速比較器IC1、驅(qū)動(dòng)芯片IC2和電流放大電路，所述的驅(qū)動(dòng)電源電路包括有兩個(gè)DC-DC隔離電源模塊Hl和H2，DC-DC隔離電源模塊Hl和H2的兩輸出端之間分別并聯(lián)有電容C3和C4，電容C3和C4上分別并聯(lián)有極性電容C5和C6，極性電容C5和C6串聯(lián)，極性電容C5的正極為電源Vcc2端，極性電容C6的負(fù)極為電源GND端，極性電容C5和C6的連接端為電源Vccl端，所述的光纖信號(hào)收發(fā)模塊U連接高速比較器ICl的I腳，高速比較器ICl的3、4、5腳均接GND端，6腳架空，8腳接電源Vccl端，電阻Rl和電阻R2串聯(lián)，電阻Rl和R2的連接端連接高速比較器ICl的2腳，電阻Rl接電源Vccl端，電阻R2接GND端，高速比較器ICl的7腳連接所述的驅(qū)動(dòng)芯片IC2的2腳，驅(qū)動(dòng)芯片IC2的I腳上連接電阻R3，電阻R3連接電源Vcc2端，3腳接GND端，4腳接電阻R5，電阻R5接GND端，5腳架空，8腳連接電阻R4，電阻R4連接GND端，6腳連接電源Vcc2端，6腳還分別連接電容C2和極性電容Cl的正極，電容C2和極性電容Cl的負(fù)極均連接GND端，7腳輸出分為兩路，一路連接電阻R6，另一路連接電阻R7，所述的電流放大電路包括有場(chǎng)效應(yīng)管Ql和Q2，所述的電阻R6和電阻R7分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2和Ql的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極連接電源Vcc2端，源極經(jīng)限流電阻R8連接IGBT的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極連接GND端，漏極經(jīng)限流電阻R9連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極管D3的正、負(fù)極分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極和漏極，瞬變抑制二極管D4的正、負(fù)極分別連接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極和漏極，瞬變抑制二極管Dl和D2反向串聯(lián)，瞬變抑制二極管Dl的負(fù)極連接IGBT的柵極，瞬變抑制二極管D2的負(fù)極連接IGBT的發(fā)射極，IGBT的發(fā)射極連接電源Vccl端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述的高速比較器ICl型號(hào)為MAX962，所述的驅(qū)動(dòng)芯片的型號(hào)為IXDD504。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種IGBT的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述的電源Vccl端電壓取5V，電源Vcc2端電壓取15V。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種IGBT驅(qū)動(dòng)電路，包括有驅(qū)動(dòng)電源電路、光纖信號(hào)收發(fā)模塊、高速比較器、驅(qū)動(dòng)芯片和電流放大電路，外部控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳輸?shù)津?qū)動(dòng)電路，光纖信號(hào)收發(fā)模塊把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并通過(guò)高速比較器形成快速信號(hào)提供給后端驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)芯片輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)再經(jīng)過(guò)電流放大電路放大輸出到外部IGBT。本實(shí)用新型絕緣強(qiáng)度大，能驅(qū)動(dòng)高達(dá)1700V、1600A高壓IGBT工作，驅(qū)動(dòng)電路器件都采用高速元器件，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出與信號(hào)輸入之間的延遲較小，且延時(shí)抖動(dòng)較小，特別適合一些對(duì)時(shí)序要求較高的場(chǎng)合。并且驅(qū)動(dòng)電路采用的各元器件都是市場(chǎng)上很成熟的產(chǎn)品，成本較低，可靠性較高。
文檔編號(hào)H03K17/567GK203071898SQ20122073339
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者游利兵, 厲彥超, 王慶勝, 方曉東 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所