一種igbt推挽驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于模擬電路、數(shù)字電路、電力電子等領(lǐng)域中的驅(qū)動電路，具體涉及一種IGBT推挽驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor，簡稱 IGBT)，是電力晶體管和功率場效應(yīng)管組成的復(fù)合器件，具有輸入阻抗高、工作速度快、耐壓高等特點，因此在電力電子裝置、交流調(diào)速系統(tǒng)中占據(jù)了主導(dǎo)地位較為常用，例如變頻器、風(fēng)電、UPS等大多采用IGBT作為主要的功率開關(guān)器件。
[0003]在IGBT的使用中，IGBT的驅(qū)動及保護(hù)電路最為關(guān)鍵，一方面是因為IGBT器件本身較為昂貴，另一方面是由于IGBT損壞將帶來嚴(yán)重影響與傷害。此外IGBT在功率變換及交流調(diào)速中起到核心作用，其應(yīng)用場合多變、使用環(huán)境惡劣，所以IGBT驅(qū)動及保護(hù)電路至關(guān)重要，是業(yè)內(nèi)長期的研宄課題。
[0004]目前，IGBT驅(qū)動電路的方式主要有兩種方式:
[0005]一種是利用一些廠家開發(fā)出專用驅(qū)動模塊對IGBT進(jìn)行驅(qū)動及保護(hù)，采用這種方式，在IGBT驅(qū)動和保護(hù)方面有比較成熟的應(yīng)用，并且電路用法簡單，節(jié)省大量的開發(fā)周期。但驅(qū)動模塊價格昂貴，占用空間較大，不利于產(chǎn)品小型化和降低成本，且其提供的接口不是完全按照應(yīng)用者的需求來制定，也就不能使硬件電路的布局、走線達(dá)到最優(yōu)化。另一種利用目前已經(jīng)有一些廠家開發(fā)出的，集IGBT驅(qū)動、過流保護(hù)、甚至驅(qū)動欠壓保護(hù)功能于一體的隔離驅(qū)動光耦，如HCPL-316J、HCPL-332J、PC929等，再配合自行設(shè)計的外圍電路，采用這種方式，開發(fā)周期長，電路參數(shù)需要長期調(diào)試，才能到達(dá)最優(yōu)化的驅(qū)動及保護(hù)效果。但只有采取這種方式設(shè)計的電路，才能按照實際使用的需求，優(yōu)化電路的接口、布局，甚至特定環(huán)境下選用特定的元件參數(shù)。
[0006]對于大功率電氣設(shè)備的開發(fā)，根據(jù)自己的需求，自行設(shè)計IGBT驅(qū)動及保護(hù)電路尤為常見，然而IGBT門極對于驅(qū)動電壓，以及電壓跳變的上升沿、下降沿要求很高。并且大功率IGBT的應(yīng)用、以及以它為核心的設(shè)備所處應(yīng)用環(huán)境十分惡劣，電路設(shè)計不合理，電路參數(shù)不合適，會造成使用故障、甚至炸機(jī)的風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0007]本實用新型的目的是提供一種IGBT推挽驅(qū)動電路，能夠極大地提升IGBT的驅(qū)動性能及故障保護(hù)功能，以克服【背景技術(shù)】中存在的問題。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為:
[0009]一種IGBT推挽驅(qū)動電路，包括IGBT電路，其特征在于:還包括隔離光耦集成芯片單元，隔離光耦集成芯片單元包括隔離光耦集成芯片U2，隔離光耦集成芯片U2的檢測引腳連接IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元的輸入端，驅(qū)動引腳連接IGBT門極推挽驅(qū)動單元的輸入端，嵌位引腳連接有源米勒嵌位單元的輸入端；IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元的輸出端連接IGBT電路的漏極，IGBT門極推挽驅(qū)動單元的輸出端和有源米勒嵌位單元(40)的輸出端均連接IGBT電路的門極。
[0010]較佳地，IGBT門極推挽驅(qū)動單元包括NPN型三極管Ql和PNP型三極管Q2，三極管Ql的基極和三極管Q2的基極共同連接于基極限流電阻R3的一端，基極限流電阻R3的另一端連接IGBT門極推挽驅(qū)動單元的輸入端；三極管Ql集電極連接正電源VCC，三極管Q2集電極連接負(fù)電源VEE，三極管Ql和三極管Q2的發(fā)射極之間依次連接正壓驅(qū)動電阻Rl和負(fù)壓驅(qū)動電阻R2 ;正壓驅(qū)動電阻Rl和負(fù)壓驅(qū)動電阻R2連接處為IGBT門極推挽驅(qū)動單元的輸出端。
[0011]較佳地，三極管Ql和三極管Q2的基極與IGBT門極推挽驅(qū)動單元(20)的輸出端之間連接有基極偏置電阻R8。
[0012]較佳地，IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元包括依次連接的電阻R7和超快恢復(fù)二極管D2，超快恢復(fù)二極管D2的正極端與電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端為IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元輸入端，超快恢復(fù)二極管D2的負(fù)極端為IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元輸出端。
[0013]較佳地，IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元輸入端通過消隱定時電容Cl連接共地端VE0
[0014]較佳地，消隱定時電容Cl并聯(lián)有穩(wěn)壓管Dl。
[0015]較佳地，IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元輸入端通過上拉電阻R5連接正電源VCC。
[0016]較佳地，有源米勒嵌位單元包括PNP型三極管Q3，三極管Q3的發(fā)射極為有源米勒嵌位單元的輸出端，基極為有源米勒嵌位單元的輸入端，集電極連接負(fù)電源VEE ;三極管Q3的發(fā)射極和基極之間連接有基極偏置電阻R4。
[0017]較佳地，IGBT電路的門極通過下拉電阻R6連接負(fù)電源VEE。
[0018]較佳地，IGBT電路的門極通過抗干擾電容C2連接共地端VE。
[0019]本實用新型的有益效果在于:隔離光耦集成芯片單元采用隔離光耦集成芯片U2，IGBT門極推挽驅(qū)動電路作為前級隔離光耦集成芯片單元的擴(kuò)流驅(qū)動單元，提高了對IGBT門極的驅(qū)動能力。IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元用于檢測IGBT開通時漏極C和源極E兩端的壓降Vce，根據(jù)壓降大小判斷IGBT是否發(fā)生短路故障。有源米勒嵌位單元用于保障在IGBT關(guān)斷過程中，IGBT門極驅(qū)動電壓可靠地下降到負(fù)壓，不會由于米勒效應(yīng)出現(xiàn)門極驅(qū)動電壓反彈現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，安全性高，從多個方面降低甚至杜絕IGBT驅(qū)動及保護(hù)失效的風(fēng)險，且成本低廉，在電氣工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮極為重要作用，并且可以廣泛推廣。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0021]圖2為本實用新型實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:10-隔離光耦集成芯片單元，20-1GBT門極推挽驅(qū)動單元，30-1GBT飽和壓降VDESAT檢測單元，40-有源米勒嵌位單元，50-1GBT電路。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進(jìn)一步的說明。
[0024]一種IGBT推挽驅(qū)動電路，包括隔離光耦集成芯片單元10、IGBT門極推挽驅(qū)動單元20、IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元30、有源米勒嵌位單元40和IGBT電路50。
[0025]隔離光耦集成芯片單元10包括隔離光耦集成芯片U2，隔離光耦集成芯片U2的檢測引腳連接IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元30的輸入端、驅(qū)動引腳連接IGBT門極推挽驅(qū)動單元20的輸入端、嵌位引腳連接有源米勒嵌位單元40的輸入端，IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元30的輸出端連接IGBT電路50的漏極，IGBT門極推挽驅(qū)動單元20的輸出端和有源米勒嵌位單元40的輸出端均連接IGBT電路50的門極。
[0026]IGBT門極推挽驅(qū)動單元20包括NPN型三極管Ql和PNP型三極管Q2，三極管Ql的基極和三極管Q2的基極共同連接于基極限流電阻R3的一端，基極限流電阻R3的另一端為IGBT門極推挽驅(qū)動單元20的輸入端；三極管Ql集電極連接正電源VCC，三極管Q2集電極連接負(fù)電源VEE，三極管Ql和三極管Q2的發(fā)射極之間依次連接正壓驅(qū)動電阻Rl和負(fù)壓驅(qū)動電阻R2，正壓驅(qū)動電阻Rl和負(fù)壓驅(qū)動電阻R2決定IGBT電路50門極電壓的上升沿和下降沿；正壓驅(qū)動電阻Rl和負(fù)壓驅(qū)動電阻R2連接處為IGBT門極推挽驅(qū)動單元20的輸出端。三極管Ql和三極管Q2的基極與IGBT門極推挽驅(qū)動單元20的輸出端之間連接有基極偏置電阻R8。
[0027]R1、R2的阻值大小，分別關(guān)系到IGBT門極電壓的上升時間、下降時間，可以通過調(diào)整Rl、R2的阻值設(shè)計出理想的IGBT門極電壓上升沿、下降沿，從而使IGBT電路50處于最佳的工作狀態(tài)。
[0028]IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元30包括依次連接的電阻R7和超快恢復(fù)二極管D2，超快恢復(fù)二極管D2的正極端與電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端為IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元30輸入端，超快恢復(fù)二極管D2的負(fù)極端為IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元30輸出端。IGBT飽和壓降VDESAT檢測單元30輸入端通過消隱定時電容Cl連接共地端VE。消隱定時電容Cl并聯(lián)有穩(wěn)壓管D1，為隔離光耦集成芯片單元(10)中U2的14腳(VDESAT)做電壓嵌位保護(hù)，防止較高電壓意