Igbt驅(qū)動裝置、igbt功率模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種IGBT驅(qū)動裝置，屬于電力電子【技術(shù)領域】。本發(fā)明的IGBT驅(qū)動裝置包括控制單元和IGBT驅(qū)動電路，在控制單元的復位信號輸出端與IGBT驅(qū)動電路的復位信號輸入端之間設置有一復位信號處理電路，該復位信號處理電路可根據(jù)PWM信號是否有效自適應地確定是否允許復位信號通過，即當PWM信號有效時，閉鎖復位信號，只有在PWM信號無效時，控制單元發(fā)出的復位信號才能經(jīng)由復位信號處理電路傳輸至IGBT驅(qū)動電路。本發(fā)明還公開了一種采用上述IGBT驅(qū)動裝置的IGBT功率模塊。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可避免在驅(qū)動信號有效的情況下復位驅(qū)動電路，有效防止IGBT損壞。
【專利說明】IGBT驅(qū)動裝置、IGBT功率模塊

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體 管）驅(qū)動裝置，屬于電力電子【技術(shù)領域】。

【背景技術(shù)】
[0002] IGBT作為電力電子系統(tǒng)中最重要的功率半導體器件，其耐用程度和使用壽命關系 到整個系統(tǒng)的可靠性。IGBT和其他電子器件一樣，除自身所能提供的器件性能外，其可靠性 還依賴于保護電路，因此如何設計可靠的保護電路，是電力電子系統(tǒng)的難點和關鍵。目前的 IGBT功率模塊朝模塊化、智能化發(fā)展，普遍采用1C驅(qū)動高性能IGBT芯片，同時集成各種驅(qū) 動保護電路，然而現(xiàn)有的IGBT保護電路方案都是在IGBT短路后，不管IGBT驅(qū)動信號是否 有效，直接復位驅(qū)動電路。當IGBT驅(qū)動信號有效時復位驅(qū)動電路，極易造成IGBT再次短路 而損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)，提供一種IGBT驅(qū)動裝置，可避免 在驅(qū)動信號有效的情況下復位驅(qū)動電路，有效防止IGBT損壞。
[0004] 本發(fā)明的IGBT驅(qū)動裝置，包括控制單元和IGBT驅(qū)動電路，所述控制單元具有驅(qū) 動信號輸出端、復位信號輸出端和故障信號接收端，所述IGBT驅(qū)動電路具有驅(qū)動信號輸入 端、故障信號輸出端以及復位信號接收端，控制單元的驅(qū)動信號輸出端與IGBT驅(qū)動電路的 驅(qū)動信號輸入端連接，控制單元的故障信號接收端與IGBT驅(qū)動電路的故障信號輸出端連 接；所述IGBT驅(qū)動電路可在其所外接的IGBT短路時自動停止工作，并向控制單元輸出故障 信號，同時還可在收到復位信號時重新啟動；所述控制單元可在收到故障信號后封鎖驅(qū)動 信號輸出，并經(jīng)一段延時后向IGBT驅(qū)動電路發(fā)送復位信號；控制單元的復位信號輸出端與 IGBT驅(qū)動電路的復位信號輸入端通過一復位信號處理電路連接，所述復位信號處理電路只 有在控制單元的驅(qū)動信號輸出端與IGBT驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸入端之間不存在有效驅(qū)動 信號時，才允許復位信號通過。
[0005] 上述技術(shù)方案中，復位信號處理電路可通過微處理器方案實現(xiàn)，利用微處理器的 A/D口對驅(qū)動信號輸出端的輸出信號進行采樣，并根據(jù)采樣結(jié)果控制控制單元的復位信號 輸出端與IGBT驅(qū)動電路的復位信號輸入端之間信號傳輸通道的開啟或關斷。然而該方案 的經(jīng)濟性較差。為了降低實現(xiàn)成本，本發(fā)明優(yōu)選采用以下技術(shù)方案：
[0006] 如上所述IGBT驅(qū)動裝置，所述復位信號處理電路為一與非門電路，該與非門電路 的兩個輸入端分別與控制單元的復位信號輸出端以及控制單元的驅(qū)動信號輸出端與IGBT 驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸入端之間的結(jié)點連接，其輸出端連接IGBT驅(qū)動電路的復位信號輸 入端。
[0007] 根據(jù)相同的發(fā)明思路還可得到以下技術(shù)方案：
[0008] -種IGBT功率模塊，包括IGBT和IGBT驅(qū)動裝置，IGBT驅(qū)動裝置為以上任一技術(shù) 方案所述IGBT驅(qū)動裝置。
[0009] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0010] 本發(fā)明可避免在IGBT驅(qū)動信號有效的情況下復位驅(qū)動芯片所帶來的IGBT損壞的 風險，大幅提高了IGBT的工作可靠性；
[0011] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)成本低廉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明IGBT驅(qū)動裝置的原理框圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明IGBT驅(qū)動裝置的一個優(yōu)選實施例的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明：
[0015] 本發(fā)明IGBT驅(qū)動裝置的基本原理如圖1所示。該IGBT驅(qū)動裝置包括IGBT驅(qū)動 電路以及作為控制單元的MCU。MCU具有PWM(即驅(qū)動信號）輸出端、RESET(復位）信號輸 出端和故障信號接收端（圖1中未示出），IGBT驅(qū)動電路具有P麗輸入端、故障信號輸出端 (圖1中未示出）以及RESET信號接收端，MCU的PWM輸出端與IGBT驅(qū)動電路的PWM輸入 端連接，MCU的故障信號接收端與IGBT驅(qū)動電路的故障信號輸出端連接（圖1中未示出）。 所述IGBT驅(qū)動電路可在其所外接的IGBT短路時自動停止工作，并向MCU輸出故障信號，同 時還可在收到復位信號時重新啟動；所述MCU可在收到故障信號后封鎖PWM輸出，并經(jīng)一段 延時后向IGBT驅(qū)動電路發(fā)送復位信號?，F(xiàn)有技術(shù)通常是將MCU的復位信號輸出端與IGBT 驅(qū)動電路的復位信號輸入端直接相連，這樣，在外部IGBT發(fā)生短路之后的一段延時之后， 無論PWM輸出是否有效，IGBT驅(qū)動電路均會按照MCU所發(fā)出的復位信號直接進行復位操作， 而當PWM輸出有效時復位IGBT驅(qū)動電路，極易造成外部的IGBT再次短路而損壞。為解決 這一問題，本發(fā)明在控制單元的復位信號輸出端與IGBT驅(qū)動電路的復位信號輸入端之間 設置有一復位信號處理電路，該復位信號處理電路可根據(jù)PWM信號是否有效自適應地確定 是否允許復位信號通過，即當PWM信號有效時，閉鎖復位信號，只有在PWM信號無效時，控制 單元發(fā)出的復位信號才能經(jīng)由復位信號處理電路傳輸至IGBT驅(qū)動電路。
[0016] 復位信號處理電路可通過微處理器方案實現(xiàn)，利用微處理器的A/D口對驅(qū)動信號 輸出端的輸出信號進行采樣，并根據(jù)采樣結(jié)果控制控制單元的復位信號輸出端與IGBT驅(qū) 動電路的復位信號輸入端之間信號傳輸通道的開啟或關斷。然而該方案的經(jīng)濟性較差。為 了降低實現(xiàn)成本，本發(fā)明的優(yōu)選方案是采用與非門電路作為復位信號處理電路。
[0017] 圖2顯示了本發(fā)明優(yōu)選方案的電路原理，如圖2所示，該IGBT驅(qū)動裝置包括IGBT 驅(qū)動電路（本實施例中采用HCPL-316J驅(qū)動芯片）以及MCU電路，MCU電路的PWM輸出信號 腳與IGBT驅(qū)動電路的的反向輸入信號腳Vin-相連。MCU電路的PWM輸出信號腳和RESET 輸出信號腳分別和與非門電路的兩信號輸入端相連，與非門電路的信號輸出端與IGBT驅(qū) 動電路的復位信號輸入腳相連，MCU電路的與IGBT電路的腳相連。
[0018] 該與非門電路的輸入輸出關系如表1所不。
[0019]表1
[0020]

【權(quán)利要求】
1. 一種IGBT驅(qū)動裝置，包括控制單元和IGBT驅(qū)動電路，所述控制單元具有驅(qū)動信號 輸出端、復位信號輸出端和故障信號接收端，所述IGBT驅(qū)動電路具有驅(qū)動信號輸入端、故 障信號輸出端W及復位信號接收端，控制單元的驅(qū)動信號輸出端與IGBT驅(qū)動電路的驅(qū)動 信號輸入端連接，控制單元的故障信號接收端與IGBT驅(qū)動電路的故障信號輸出端連接；所 述IGBT驅(qū)動電路可在其所外接的IGBT短路時自動停止工作，并向控制單元輸出故障信號， 同時還可在收到復位信號時重新啟動；所述控制單元可在收到故障信號后封鎖驅(qū)動信號輸 出，并經(jīng)一段延時后向IGBT驅(qū)動電路發(fā)送復位信號；其特征在于，控制單元的復位信號輸 出端與IGBT驅(qū)動電路的復位信號輸入端通過一復位信號處理電路連接，所述復位信號處 理電路只有在控制單元的驅(qū)動信號輸出端與IGBT驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸入端之間不存在 有效驅(qū)動信號時，才允許復位信號通過。
2. 如權(quán)利要求1所述IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，所述復位信號處理電路為一與非口 電路，該與非口電路的兩個輸入端分別與控制單元的復位信號輸出端W及控制單元的驅(qū)動 信號輸出端與IGBT驅(qū)動電路的驅(qū)動信號輸入端之間的結(jié)點連接，其輸出端連接IGBT驅(qū)動 電路的復位信號輸入端。
3. -種IGBT功率模塊，包括IGBT和IGBT驅(qū)動裝置，其特征在于，IGBT驅(qū)動裝置為權(quán) 利要求1或2所述IGBT驅(qū)動裝置。
【文檔編號】H03K17/567GK104467773SQ201410746257
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】顧建亭, 黃曉銘, 陳斌 申請人:常熟開關制造有限公司(原常熟開關廠）