本發(fā)明涉及電子電路的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)：

igbt(insulatedgatebipolartransistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由bjt(雙極型三極管)和mos(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有mosfet的高輸入阻抗和gtr的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。gtr飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；mosfet驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。igbt綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低，故非常適合應(yīng)用于直流電壓為600v及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。

近年來，igbt作為功率半導(dǎo)體開關(guān)器件被廣泛應(yīng)用在變頻器、逆變器和開關(guān)設(shè)備中。一旦發(fā)生短路并流過較大的短路電流，igbt器件就會(huì)由于過流而燒毀?，F(xiàn)有技術(shù)中，常用的igbt過流保護(hù)方法為：在驅(qū)動(dòng)端及時(shí)關(guān)斷igbt，切斷后端負(fù)載。igbt的關(guān)斷分為硬關(guān)斷和軟關(guān)斷兩種。其中，采用軟關(guān)斷要比硬關(guān)斷更能延長igbt的壽命。

目前，igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)通常是面向電機(jī)驅(qū)動(dòng)、開關(guān)電源等領(lǐng)域，要求短路發(fā)生后要有再導(dǎo)通的功能，導(dǎo)致采用的器件較多也更為復(fù)雜，不太適用在需求較簡單的應(yīng)用當(dāng)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路，省去了傳統(tǒng)igbt驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)電壓源和其他輔助電路，實(shí)現(xiàn)了igbt的可靠關(guān)斷，極大地延長igbt的使用壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路，包括：光電耦合模塊，用于將低壓側(cè)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為高壓側(cè)輸入信號(hào)，所述高壓側(cè)輸入信號(hào)和低壓側(cè)輸入信號(hào)的極性相同；同極性延時(shí)電路，用于將所述高壓側(cè)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述低壓側(cè)輸入信號(hào)的極性相同，并較所述低壓側(cè)輸入信號(hào)有第一預(yù)設(shè)時(shí)長的延時(shí)；反極性延時(shí)電路，用于將所述高壓側(cè)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述低壓側(cè)輸入信號(hào)的極性相反，并較所述低壓側(cè)輸入信號(hào)有第二預(yù)設(shè)時(shí)長的延時(shí)；驅(qū)動(dòng)電路，用于將所述第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)為極性相同的第二igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)；將所述第二igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)為極性相同的第二igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)；第一負(fù)載模塊，用于將所述第二igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為第三igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)；包括第三電阻、第三二極管、第三電容和第四電阻，所述第三電阻的一端、所述第三二極管的正輸入端和所述第三電容的正輸入端均連接至所述第二igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第三電阻的另一端、所述第三二極管的負(fù)輸入端和所述第三電容的負(fù)輸入端均連接至所述第四電阻的一端，所述第四電阻的另一端輸出為所述第三igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)igbt的門極；第二負(fù)載模塊，用于將所述第二發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述第三igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)；包括第五電阻、第四二極管和第四電容，所述第五電阻的一端和所述第四二極管的負(fù)輸入端均連接至所述第二igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第五電阻的另一端和所述第四二極管的正輸入端輸出為所述第三igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述igbt的發(fā)射極，且連接至所述第四電容的一端，所述第四電容的另一端接地。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，還包括隔離電源，所述隔離電源用于為所述同極性延時(shí)電路、所述反極性延時(shí)電路和所述驅(qū)動(dòng)電路提供所需的高壓隔離的直流電壓。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述隔離電源包括dc-dc隔離電源和線性穩(wěn)壓器。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述光電耦合模塊包括串聯(lián)的光電隔離器和與非門；所述光電隔離器的輸入端連接低壓側(cè)輸入信號(hào)，輸出端連接至所述與非門的兩個(gè)輸出端，所述與非門的輸出端得到所述高壓側(cè)輸入信號(hào)。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述同極性延時(shí)電路包括第一積分電路和第一延時(shí)電路；所述第一積分電路包括第一電阻、第一電容和第一二極管，所述第一電阻的一端和所述第一二極管的負(fù)輸入端均連接至所述光電耦合模塊的輸出端，所述第一電阻的另一端和所述第一二極管的正輸入端作為所述第一積分電路的輸出端，且均連接至所述第一電容的正輸入端，所述第一電容的負(fù)輸入端接地；所述第一延時(shí)電路用于將所述第一積分電路的輸出信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，得到所述第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且保持所述第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的極性與所述低壓側(cè)輸入信號(hào)的極性相同。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述延時(shí)電路包括一為與門，所述與門的兩輸入端均連接至所述第一積分電路的輸出端，所述與門的輸出端輸出所述第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述延時(shí)電路包括兩個(gè)串聯(lián)的與非門，第一個(gè)與非門的兩輸入端均連接至所述第一積分電路的輸出端，第二個(gè)與非門的兩輸入端均連接至所述第一個(gè)與非門的輸出端；所述第二個(gè)與門的輸出端輸出所述第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述反極性延時(shí)電路包括第二積分電路和第二延時(shí)電路；所述第二積分電路包括第二電阻、第二電容和第二二極管，所述第二電阻的一端和所述第一二極管的正輸入端均連接至所述光電耦合模塊的輸出端，所述第二電阻的另一端和所述第二二極管的負(fù)輸入端作為所述第二積分電路的輸出端，且均連接至所述第二電容的正輸入端，所述第二電容的負(fù)輸入端接地；所述第二延時(shí)電路用于將所述第二積分電路的輸出信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，得到第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且保持所述第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的極性與所述低壓側(cè)輸入信號(hào)的極性相反。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第二延時(shí)電路包括一與非門，所述與非門的兩輸入端均連接至所述第二積分電路的輸出端，所述與非門的輸出端輸出所述所述第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述與非門采用帶有斯密特觸發(fā)輸入的與門。

如上所述，本發(fā)明的igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路，具有以下有益效果：

(1)對同一驅(qū)動(dòng)信號(hào)獨(dú)立進(jìn)行了兩次延時(shí)分別產(chǎn)生門極(g極)驅(qū)動(dòng)電壓和發(fā)射極(e極)驅(qū)動(dòng)電壓，以分別驅(qū)動(dòng)igbt的g極和e極；當(dāng)igbt開通時(shí)，e極先快速放電，g極延時(shí)開通，當(dāng)g極和e極的電壓差達(dá)到導(dǎo)通電壓值時(shí)，實(shí)現(xiàn)igbt正常開通；igbt關(guān)斷時(shí)，g極瞬時(shí)放電到安全電位后再緩慢放電，待g極放電完畢后，e極延時(shí)充電，當(dāng)g極和e極的電壓差小于等于0時(shí)，實(shí)現(xiàn)igbt反向關(guān)斷；

(2)省去了傳統(tǒng)igbt驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)電壓源和其他輔助電路，實(shí)現(xiàn)了igbt的可靠關(guān)斷，極大地延長igbt的使用壽命；

(3)主要由邏輯門電路、電容、電阻和二極管元件組成，一旦參數(shù)被確定，穩(wěn)定性和抗干擾能力較強(qiáng)，能夠在每次驅(qū)動(dòng)igbt關(guān)斷時(shí)均實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷；尤其對于需求簡單的逆變電路中，其實(shí)現(xiàn)更為簡單，使得成本低，易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路于一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2顯示為本發(fā)明的igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路于一實(shí)施例中的電路示意圖；

圖3為本發(fā)明的光耦隔離模塊低壓側(cè)輸入信號(hào)in_lv和高壓側(cè)輸入信號(hào)in_hv的波形對比示意圖；

圖4為本發(fā)明的高壓側(cè)輸入信號(hào)in_hv和第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_in的波形對比示意圖；

圖5為本發(fā)明的高壓側(cè)輸入信號(hào)in_hv和第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_in的波形對比示意圖；

圖6為本發(fā)明中igbt開通時(shí)高壓側(cè)輸入信號(hào)in_hv與第三igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_drive、第三igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)e_drive的波形對比示意圖；

圖7為本發(fā)明中igbt關(guān)斷時(shí)高壓側(cè)輸入信號(hào)in_hv與第三igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_drive、第三igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)e_drive的波形對比示意圖；

圖8為本發(fā)明中igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路的部分波形示意圖；

圖9為本發(fā)明中igbt的g-e極間的驅(qū)動(dòng)電壓波形效果示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

1隔離電源

2光電耦合模塊

3同極性延時(shí)電路

4反極性延時(shí)電路

5驅(qū)動(dòng)電路

6第一負(fù)載模塊

7第二負(fù)載模塊

8igbt

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

需要說明的是，本說明書所附圖式所繪示的原理圖、器件型號(hào)、時(shí)序波形，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變、大小的調(diào)整、rc值參數(shù)變化、器件型號(hào)的變更、邏輯狀態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)換、邏輯狀態(tài)整體變換，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)，邏輯狀態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)換是指通過在關(guān)鍵路徑增加邏輯運(yùn)算器件卻未使邏輯狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變的做法，比如，兩個(gè)與非門串接在一起等同于一個(gè)與門，兩個(gè)非門串接在同一路徑中邏輯狀態(tài)不變。由于測量參考點(diǎn)的不同，可能會(huì)得到相反的邏輯關(guān)系，不能作為限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

如圖1所示，于一實(shí)施例中，本發(fā)明的igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路用于實(shí)現(xiàn)igbt8的軟驅(qū)動(dòng)，包括光電耦合模塊2、同極性延時(shí)電路3、反極性延時(shí)電路4、驅(qū)動(dòng)電路5、第一負(fù)載模塊6和第二負(fù)載模塊7。

光電耦合模塊2用于將低壓側(cè)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為高壓側(cè)輸入信號(hào)，所述高壓側(cè)輸入信號(hào)和低壓側(cè)輸入信號(hào)的極性相同。

如圖2所示，光電耦合模塊2包括串聯(lián)的光電隔離器u2和第一與非門u3a。光電隔離器u2的輸入端連接低壓側(cè)輸入信號(hào)in_lv，輸出端連接至第一與非門u3a的兩個(gè)輸出端，從而在第一與非門u3a的輸出端得到高壓側(cè)輸入信號(hào)in_hv。如圖3所示，in_lv和in_hv的信號(hào)極性相同。其中，信號(hào)in_lv是外部的控制信號(hào)。一般應(yīng)用中，采用低電壓的控制信號(hào)，經(jīng)過igbt驅(qū)動(dòng)電路轉(zhuǎn)換才能控制igbt的工作。

光電隔離器又稱為光耦合器或光電耦合器，是以光為媒介來傳輸電信號(hào)的器件，通常把發(fā)光器(紅外線發(fā)光二極管led)與受光器(光敏半導(dǎo)體管)封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了“電—光—電”轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，本發(fā)明中的光電隔離器采用tlp521芯片實(shí)現(xiàn)，但不限于tlp521芯片。本發(fā)明中的第一與非門u3a采用cd4093芯片實(shí)現(xiàn)，但不限于cd4093芯片。

同極性延時(shí)電路3與光電耦合模塊2相連，用于將高壓側(cè)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述低壓側(cè)輸入信號(hào)的極性相同，并較所述低壓側(cè)輸入信號(hào)有第一預(yù)設(shè)時(shí)長的延時(shí)。通常，第一預(yù)設(shè)時(shí)長應(yīng)長于igbt的e極電位下降至0電位附近的時(shí)間。

如圖2所示，同極性延時(shí)電路3包括第一積分電路和第一延時(shí)電路。所述第一積分電路包括第一電阻r1、第一電容c1和第一二極管d1，第一電阻r1的一端和第一二極管d1的負(fù)輸入端均連接至光電耦合模塊的輸出端，第一電阻r1的另一端和第一二極管d1的正輸入端作為第一積分電路的輸出端，且均連接至第一電容c1的正輸入端，第一電容c1的負(fù)輸入端接地。第一延時(shí)電路用于將第一積分電路的輸出信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，得到第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_in，且保持第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_in的極性與低壓側(cè)輸入信號(hào)in_lv的極性相同。如圖4所示，in_lv和g_in的信號(hào)極性相同，g_in的上升沿要延時(shí)于in_lv的上升沿，延時(shí)大小與第一積分電路的第一電阻r1和第一電容c1的值有關(guān)。于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述延時(shí)電路包括一與門，所述與門的兩輸入端均連接至所述第一積分電路的輸出端。于本發(fā)明另一實(shí)施例中，所述延時(shí)電路包括兩個(gè)串聯(lián)的與非門u3b和u3c，與非門u3b的兩輸入端均連接至第一積分電路的輸出端，與非門u3c的兩輸入端均連接至與非門u3b的輸出端。優(yōu)選地，第一電阻r1為30kω，第一電容c1為51pf。

反極性延時(shí)電路4與光電耦合模塊2相連，用于將高壓側(cè)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述低壓側(cè)輸入信號(hào)的極性相反，并較所述低壓側(cè)輸入信號(hào)有第二預(yù)設(shè)時(shí)長的延時(shí)。通常，第二預(yù)設(shè)時(shí)長應(yīng)長于igbt的門極g電位下降至0電位附近的時(shí)間。

如圖2所示，反極性延時(shí)電路4包括第二積分電路和第二延時(shí)電路。所述第二積分電路包括第二電阻r2、第二電容c2和第二二極管d2，第二電阻r2的一端和第一二極管d2的正輸入端均連接至光電耦合模塊的輸出端，第二電阻r2的另一端和第二二極管d2的負(fù)輸入端作為第二積分電路的輸出端，且均連接至第二電容c2的正輸入端，第二電容c2的負(fù)輸入端接地。第二延時(shí)電路用于將第二積分電路的輸出信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，得到第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)e_in，且保持第一igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)e_in的極性與低壓側(cè)輸入信號(hào)in_lv的極性相反。如圖5所示，in_lv和e_in的信號(hào)極性相反，e_in的下降沿要延時(shí)于in_lv的下降沿，延時(shí)大小與第二積分電路的第二電阻r2和第二電容c2的值有關(guān)。于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述第二延時(shí)電路包括一與非門u3d，所述與非門u3d的兩輸入端均連接至所述第二積分電路的輸出端。優(yōu)選地，第二電阻r2為30kω，第二電容c2為51pf。

驅(qū)動(dòng)電路5與同極性延時(shí)電路3和反極性延時(shí)電路4相連，用于將第一igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)為極性相同的第二igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)；將第二igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)為極性相同的第二igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

具體地，驅(qū)動(dòng)電路5包括兩通道驅(qū)動(dòng)器，分別連接第一igbt的門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_in和第一igbt的發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)e_in，并分別調(diào)試為第二igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_out和第二igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)e_out。其中，g_out是g_in的增強(qiáng)信號(hào)，極性相同；e_out是e_in的增強(qiáng)信號(hào)，極性相同。本發(fā)明中的兩通道驅(qū)動(dòng)器采用ixdn404芯片實(shí)現(xiàn)，但不限于ixdn404芯片。

第一負(fù)載模塊6與驅(qū)動(dòng)電路5相連，用于將第二igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為第三igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。如圖2所示，第一負(fù)載模塊6包括第三電阻r3-1、第三二極管d3、第三電容c3和第四電阻r3-2，第三電阻r3-1的一端、第三二極管d3的正輸入端和第三電容c3的正輸入端均連接至第二igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_out，第三電阻r3-1的另一端、第三二極管d3的負(fù)輸入端和第三電容c3的負(fù)輸入端均連接至第四電阻r3-2的一端，第四電阻r3-2的另一端輸出為第三igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_drive，以驅(qū)動(dòng)igbt的門極。通過上述結(jié)構(gòu)，該第一負(fù)載模塊6可以對igbt的g極快速充電，并在放電時(shí)利用電容分壓原理迅速將g極電位拉低到安全電位后慢速放電。

第二負(fù)載模塊7與驅(qū)動(dòng)電路5相連，用于將第二發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為第三igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。如圖2所示，第二負(fù)載模塊7包括第五電阻r4、第四二極管d4和第四電容c4，第五電阻r4的一端和第四二極管d4的負(fù)輸入端均連接至第二igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)e_out，第五電阻r4的另一端和第四二極管d4的正輸入端輸出為第三igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)igbt的發(fā)射極，且連接至第四電容c4的一端，第四電容c4的另一端接地。通過上述結(jié)構(gòu)，該第二負(fù)載模塊7能夠?qū)崿F(xiàn)對igbt的e極快速放電。

優(yōu)選地，本發(fā)明中所采用的與非門采用帶有斯密特觸發(fā)輸入的與門。

因此，本發(fā)明的igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路最終產(chǎn)生兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，即第三igbt門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)g_drive和第三igbt發(fā)射極驅(qū)動(dòng)信號(hào)e_drive。在本發(fā)明中，設(shè)定igbt兩端g_drive和e_drive的電位差為正15v時(shí)igbt開通，igbt兩端的g_drive和e_drive的電位差為0v時(shí)igbt關(guān)閉，當(dāng)igbt兩端的g_drive和e_drive的電位差為0v以下至-15v時(shí)igbt可靠關(guān)閉。

優(yōu)選地，還包括隔離電源1用于提供高壓隔離的直流電壓。具體地，用于為同極性延時(shí)電路3、反極性延時(shí)電路4和驅(qū)動(dòng)電路5提供所需的直流電壓15v_hv和0v_hv。

如圖2所示，隔離電源包括串聯(lián)的dc-dc隔離電源u1和線性穩(wěn)壓器u2。dc-dc隔離電源u1的輸入端與將低壓側(cè)的直流電壓15v+和15v-連接，并控制輸出高壓側(cè)的直流電壓15v_hv和0v_hv，為后續(xù)電路提供工作電源。優(yōu)選地，dc-dc隔離電源u1采用pd109芯片，但不限于pd109芯片；線性穩(wěn)壓器u2采用l7815芯片實(shí)現(xiàn)，但不限于l7815芯片。需要說明的是，因圖2中的電路繪圖軟件的限制，u3a、u3b、u3c、u3d等芯片沒有畫出電源引腳，無法具體表示15v和0v的連線，但不影響實(shí)際的電壓供應(yīng)。

圖2中的15v和0v電壓即為給用電設(shè)備正負(fù)極供電的電源。一般電路設(shè)計(jì)采用的是直流供電，供電電壓有15v、10v、5v、3.3v不等，該實(shí)施例中采用的是15v。

下面簡單的闡述一下本發(fā)明的igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路的工作原理。

當(dāng)所驅(qū)動(dòng)的igbt開通時(shí)，如圖6所示，高壓側(cè)輸入信號(hào)in_hv的上升沿觸發(fā)了e_drive的下降沿，igbt的e極電位下降為0電位，并延時(shí)觸發(fā)了g_drive的上升沿，使igbt的g-e間出于正向電壓狀態(tài)，igbt導(dǎo)通。當(dāng)所驅(qū)動(dòng)的igbt關(guān)斷時(shí)，如圖7所示，高壓側(cè)輸入信號(hào)in_hv的下降沿觸發(fā)了g_drive的下降沿，并延時(shí)觸發(fā)了e_drive的上升沿，使igbt的g-e間出于反向電壓狀態(tài)，igbt關(guān)閉。

特別地，當(dāng)igbt處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，如圖8所示，根據(jù)igbt的輸入電容和第三電容c3分壓的原理，igbt的門極g電位由15v快速下降到安全電壓u1，有效地延長了igbt的過流擊穿時(shí)間；之后igbt的門極g通過第三電阻r3-1緩慢放電，門極g的電位緩慢地下降到0電位，使igbt初步關(guān)斷，可有效避免igbt關(guān)斷過快而引起的震蕩；最后，igbt的發(fā)射極e開始充電并使電位升高，使igbt處于反向關(guān)斷狀態(tài)，確保igbt可靠關(guān)斷。

完整的igbt的g-e極間的驅(qū)動(dòng)電壓波形如圖9所示。每次igbt開通時(shí)，g-e極間電壓由負(fù)電位升至0電位后升至15v的正電位，igbt開通；每次igbt關(guān)斷時(shí)，g-e極間電壓先陡峭下降后緩慢下降至0電位，最后下降至負(fù)電位，從而實(shí)現(xiàn)igbt軟關(guān)斷后的可靠關(guān)斷。

綜上所述，本發(fā)明的igbt軟關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路對同一驅(qū)動(dòng)信號(hào)獨(dú)立進(jìn)行了兩次延時(shí)分別產(chǎn)生門極(g極)驅(qū)動(dòng)電壓和發(fā)射極(e極)驅(qū)動(dòng)電壓，以分別驅(qū)動(dòng)igbt的g極和e極；當(dāng)igbt開通時(shí)，e極先快速放電，g極延時(shí)開通，當(dāng)g極和e極的電壓差達(dá)到導(dǎo)通電壓值時(shí)，實(shí)現(xiàn)igbt正常開通；igbt關(guān)斷時(shí)，g極瞬時(shí)放電到安全電位后再緩慢放電，待g極放電完畢后，e極延時(shí)充電，當(dāng)g極和e極的電壓差小于等于0v時(shí)，實(shí)現(xiàn)igbt反向關(guān)斷；省去了傳統(tǒng)igbt驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)電壓源和其他輔助電路，實(shí)現(xiàn)了igbt的可靠關(guān)斷，極大地延長igbt的使用壽命；主要由邏輯門電路、電容、電阻和二極管元件組成，一旦參數(shù)被確定，穩(wěn)定性和抗干擾能力較強(qiáng)，能夠在每次驅(qū)動(dòng)igbt關(guān)斷時(shí)均實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷；尤其對于需求簡單的逆變電路中，其實(shí)現(xiàn)更為簡單，使得成本低，易于實(shí)現(xiàn)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。