專(zhuān)利名稱(chēng)：用于ipm功率開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種IPM (Intelligent Power Module,智能功率模塊)驅(qū) 動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，特別是涉及一種對(duì)IPM內(nèi)部的功率開(kāi)關(guān)器件IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)驅(qū)動(dòng)與保護(hù)、對(duì)外 部控制信號(hào)提供處理接口的厚膜電路。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，電力電子技術(shù)正朝著大容量、模塊化、智能化及廉價(jià)化的方向迅 速發(fā)展，以提高裝置的功率密度，降低噪音，減小能耗和原材料的消耗，簡(jiǎn)化 電路設(shè)計(jì)和提高系統(tǒng)的可靠性。IPM就是在這種趨勢(shì)下發(fā)展起來(lái)的新型電力電 子器件。該器件一般以絕緣柵雙極型晶體管IGBT為基本功率開(kāi)關(guān)器件。
IPM的最大特點(diǎn)是集數(shù)據(jù)接口、功率變換、驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路于一體。IPM 廣泛應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域及消費(fèi)領(lǐng)域，尤其在電機(jī)的變頻調(diào)速領(lǐng)域，如變頻空調(diào) 器，變頻冰箱、變頻調(diào)速器和逆變電源中。通過(guò)應(yīng)用IPM產(chǎn)品，能節(jié)省大量 的能源。
IPM集合了功率開(kāi)關(guān)器件、控制驅(qū)動(dòng)電路、功率封裝三種技術(shù)。其中，控 制驅(qū)動(dòng)電路是其關(guān)鍵，要針對(duì)IPM的應(yīng)用，能夠提供驅(qū)動(dòng)與完善的保護(hù)功能。
申請(qǐng)?zhí)枮?00620168563.2的中國(guó)實(shí)用新型申請(qǐng)公開(kāi)了一種模塊化功率元 件IGBT驅(qū)動(dòng)器，其控制信號(hào)輸入、故障信號(hào)輸出通過(guò)光纖接口的形式與內(nèi)部 電路隔離，電源為隔離的單一正電源，但是該方案的光纖接口復(fù)雜、成本高， 并且沒(méi)有負(fù)電源，對(duì)于高壓、大電流的應(yīng)用中容易產(chǎn)生誤觸發(fā)，造成功率開(kāi)關(guān) 器件誤觸發(fā)。無(wú)溫度采樣、無(wú)電流采樣功能。
申請(qǐng)?zhí)枮?11300450.0的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種絕緣柵雙極型晶體管 IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，其控制信號(hào)輸入、故障信號(hào)輸出采用光電耦合器進(jìn)行隔 離，電源為單一正電源，沒(méi)有負(fù)電源，無(wú)溫度采樣、無(wú)電流采樣功能。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種用于IPM功率開(kāi)關(guān)器件的 驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)IGBT無(wú)法有效驅(qū)動(dòng)與保護(hù)的 問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于IPM功率開(kāi)關(guān)器件的驅(qū) 動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征在于，包括用于隔離控制信號(hào)的第一光電耦合 器,用于隔離故障信號(hào)的第二光電耦合器，信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單 元,功率放大單元，驅(qū)動(dòng)控制單元，故障反饋單元，短路檢測(cè)單元,電流采樣單元，溫 度檢測(cè)單元；
所述控制信號(hào)通過(guò)所述第一光電耦合器；再依次經(jīng)過(guò)所述信號(hào)處理、邏輯 控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、所述功率放大單元進(jìn)行處理，得到放大后的控制信號(hào)； 所述放大后的控制信號(hào)進(jìn)入所述驅(qū)動(dòng)控制單元，驅(qū)動(dòng)所述IPM功率開(kāi)關(guān)器件；
所述故障信號(hào)經(jīng)過(guò)所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元處理后進(jìn)入所 述故障反饋單元，經(jīng)過(guò)所述故障反饋單元反饋后，通過(guò)所述第二光電耦合器隔 離后輸出；
所述短路檢測(cè)單元，與所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元連接，檢 測(cè)所述IPM功率開(kāi)關(guān)器件的短路故障；
所述電流采樣單元，與所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元連接，通 過(guò)外接的電流傳感器采樣所述IPM功率開(kāi)關(guān)器件的工作電流；
所述溫度檢測(cè)單元，與所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元連接，通 過(guò)外接的溫度傳感器檢測(cè)所述IPM功率開(kāi)關(guān)器件的工作溫度。
所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其中，還包括用于接收通過(guò)所述第一光 電耦合器的所述控制信號(hào)的輸入信號(hào)接口單元，設(shè)置于所述第一光電耦合器、 所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元之間。
所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其中，還包括用于對(duì)所述控制信號(hào)進(jìn)行 鎖定的輸入信號(hào)鎖定單元，設(shè)置于所述輸入信號(hào)接口單元、所述信號(hào)處理、邏 輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元之間。
所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其中，還包括用于向所述驅(qū)動(dòng)控制單元 提供負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓的負(fù)電壓源單元，設(shè)置于所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù) 單元、所述驅(qū)動(dòng)控制單元之間。所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其中，還包括用于向所述電流采樣單元、 所述溫度檢測(cè)單元提供基準(zhǔn)電壓源的基準(zhǔn)電壓源單元，連接所述電流采樣單 元、所述溫度檢測(cè)單元。
所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其中，用于提供正電壓源的正電壓源輸入 單元，設(shè)置于所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、所述基準(zhǔn)電壓源單元 之間。
所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其中，所述負(fù)電壓源單元包括控制器
(E9)、場(chǎng)效應(yīng)管(Q5)、電感(Ll)、第五穩(wěn)壓管(Z5)、第一電容(Cl)、 第二電容(C2)、第三電容(C3)、第七電容(C7)、第三三電阻(R33)、 第三四電阻(R34)、第三五電阻(R35)、第三六電阻(R36)、第三七電阻
(R37)、第三八電阻(R38);
第一電容(Cl)以并聯(lián)方式接到控制器(E9)，正極端接參考電壓源(Vr) 上，負(fù)極端接地；第二電容(C2)的一端接到控制器(E9)上，另一端接地； 第三電容(C3)的一端接到第三七電阻(R37)的一端及電壓源(Vee)，另 一端接地；第七電容(C7)的一端與第三四電阻(R34)串接到控制器(E9)， 另一端接地；場(chǎng)效應(yīng)管(Q5)的柵極接第三三電阻(R33)的一端及控制器(E9)， 源極接電感(Ll)的一端、第五穩(wěn)壓管(Z5)的負(fù)極，漏極接第三三電阻(R33) 的另一端；電感(Ll)的另一端接控制器(E9)及第三六電阻(R36)的一端； 第三五電阻(R35)的一端接地，另一端接控制器(E9);第三六電阻(R36) 的另一端接控制器(E9);第三七電阻(R37)的另一端接第三八電阻(R38) 的一端、控制器(E9);第三八電阻(R38)的另一端接控制器(E9)。
所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其中，所述電流采樣單元包括第六比較 器(E6)、第二二電阻(R22)、第二四電阻(R24)、第二五電阻(R25)、 第二六電阻(R26)、第二七電阻(R27)和第七二極管(D7);
第六比較器(E6)的正輸入端與第二四電阻(R24)的一端、第二五電阻
(R25)的一端之間，負(fù)輸入端與第二六電阻(R26)的一端、第二七電阻(R27) 的一端連接，輸出端接所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元的與非門(mén)(E8) 的另一輸入端；第七二極管(D7)的正極接第二五電阻(R25)的另一端，負(fù) 極與外接的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻連接；第二二電阻(R22)的一端接第六比 較器(E6)的輸出端，另一端接電源；第二四電阻(R24)的另一端接電源；第二六電阻(R26)的另一端接參考電壓源(Vr);第二七電阻(R27)的另 一端接地。
所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其中，所述溫度檢測(cè)單元包括第七比較
器(E7)、第二三電阻(R23)、第二八電阻(R28)、第二九電阻(R29)、 第三零電阻(R30)、第三一電阻(R31)、第三二電阻(R32)、第八二極管 (D8);
第七比較器(E7)的正輸入端與第三一電阻(R31)的一端、第三二電阻 (R32)的一端連接，負(fù)輸入端與第二八電阻(R28)的一端、第二九電阻(R29) 的一端連接，輸出端接所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元的與非門(mén)(E8) 的一輸入端；第八二極管(D8)的正極與第二九電阻(R29)的另一端、第三 零電阻(R30)的一端連接，負(fù)極與外接的電流傳感器連接；第二三電阻(R23) 的一端接電源，另一端接第七比較器(E7)的輸出端；第三一電阻(R31)的 另一端接參考電壓源(Vr)，第三二電阻(R32)的另一端接地；第二八電阻 (R28)的另一端接電源；第三零電阻(R30)的另一端接地。
所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其中，所述基準(zhǔn)電壓源單元包括第四電 容(C4)、第五電容(C5)、第六電容(C6)和穩(wěn)壓器(E10);
穩(wěn)壓器(E10)的一端接參考電壓源(Vr)，另一端接電源，第三端接地； 第四電容(C4)的正極端接穩(wěn)壓器(E10)、第五電容(C5)的一端、電源， 負(fù)極端接地；第五電容(C5)的一端接穩(wěn)壓器(E10)、電源，另一端接地； 第六電容(C6)的一端接穩(wěn)壓器(E10)、參考電壓源(Vr)，另一端接地。
本實(shí)用新型采用厚膜混合集成技術(shù)，將輸入的控制信號(hào)、輸出的故障信號(hào) 通過(guò)光電耦合器隔離，由信號(hào)處理單元、邏輯控制單元及功率放大單元完成對(duì) 功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的驅(qū)動(dòng)，由短路檢測(cè)單元、電流采樣單元及溫度檢測(cè)單元 完成對(duì)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，則關(guān)斷功率開(kāi)關(guān)器件IGBT，
同時(shí)輸出故障信號(hào)，鎖定輸入信號(hào)。
本實(shí)用新型將輸入信號(hào)接口電路、功率放大電路、過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò) 熱檢測(cè)與保護(hù)及故障信號(hào)輸出等功能全部集成于一個(gè)厚膜電路之中。其輸入邏 輯電平與TTL信號(hào)完全兼容，與微處理器的輸出可以直接接口。
本實(shí)用新型所提供的集成化的應(yīng)用于IPM產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路， 針對(duì)高壓、大電流的應(yīng)用特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT完善的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)及輸入控制信號(hào)、輸出故障信號(hào)的隔離，又集成了負(fù)電源、溫度采樣接口、 電流采樣接口、基準(zhǔn)電壓源。
采用本實(shí)用新型的專(zhuān)用厚膜電路，可方便地進(jìn)行IPM產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn) 功率開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí) 用新型的限定。


圖la、圖lb、圖lc為本實(shí)用新型外觀示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的模塊結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步更詳細(xì) 的描述。
如圖la、圖lb、圖lc所示，為本實(shí)用新型外觀示意圖。其中，圖la為 封裝后的IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的俯視圖，圖lb為封裝后的IPM驅(qū)動(dòng)控 制專(zhuān)用厚膜電路的主視圖；圖lc為封裝后的IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的左 視圖。
在圖la中，1為IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的上表面，在該表面上印有 型號(hào)信息及第1管腳標(biāo)志；2為IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的第1管腳，3為 IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的空管腳。
在圖lb中，4為電路封裝體，5為IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的引出管 腳，有空管腳的一側(cè)為IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的輸入側(cè)。
在圖lc中，示出了IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的引出管腳5、電路封裝 體4。
如圖2所示，為本實(shí)用新型的模塊結(jié)構(gòu)框圖。
該圖2中給出了一種IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，主要包括通過(guò)第一 光電耦合器10隔離輸入信號(hào)的輸入信號(hào)接口單元30、通過(guò)第二光電耦合器20 隔離故障信號(hào)的故障反饋單元50、輸入信號(hào)鎖定單元40、信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60、短路檢測(cè)單元70、用于放大驅(qū)動(dòng)信號(hào)的功率放大單元
80、驅(qū)動(dòng)控制單元90、負(fù)電壓源單元IIO、電流采樣單元lll、溫度檢測(cè)單元 112、基準(zhǔn)電壓源單元113、正電源輸入單元114。
本實(shí)用新型采用厚膜混合集成技術(shù)，將輸入的控制信號(hào)、輸出的故障信號(hào) 分別通過(guò)第一光電耦合器10、第二光電耦合器進(jìn)行隔離，由信號(hào)處理、邏輯 控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60及功率放大單元80完成對(duì)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的驅(qū)動(dòng)， 由短路檢測(cè)單元70、電流采樣單元111及溫度檢測(cè)單元112完成對(duì)功率開(kāi)關(guān) 器件IGBT的保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，則關(guān)斷功率開(kāi)關(guān)器件IGBT，同時(shí)輸出故 障信號(hào)，鎖定輸入信號(hào)。
外部輸入的控制信號(hào)通過(guò)第一光電耦合器10隔離后進(jìn)入輸入信號(hào)接口單 元30，輸入信號(hào)接口單元30與信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60相連， 信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60處理后送入功率放大單元80 進(jìn)行功率放大，放大后的信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT。在關(guān)斷功率開(kāi)關(guān) 器件IGBT時(shí)，由負(fù)電壓源單元110為驅(qū)動(dòng)控制單元90提供負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓，使 功率開(kāi)關(guān)器件IGBT能夠可靠地關(guān)斷。
內(nèi)部產(chǎn)生的故障信號(hào)由信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60通過(guò)與之 相連的短路檢測(cè)單元70、驅(qū)動(dòng)控制單元90、電流采樣單元111、溫度檢測(cè)單 元112采集，由信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60處理后經(jīng)與之相連的 故障反饋單元50對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行反饋，故障反饋單元50與第二光電耦合器 20相連，反饋的故障信號(hào)通過(guò)第二光電耦合器20隔離后輸出。
負(fù)電壓源單元110與信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60、驅(qū)動(dòng)控制 單元90相連，由負(fù)電壓源單元110提供負(fù)電源驅(qū)動(dòng)。
由故障反饋單元50對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行反饋，故障反饋單元50與第二光電耦 合器20、信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60相連，故障信號(hào)由第二光電 耦合器20進(jìn)行隔離后輸出到外部控制器。同時(shí)輸入信號(hào)鎖定單元40與輸入信 號(hào)接口單元30、信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60相連，在發(fā)生故障時(shí) 對(duì)輸入的控制信號(hào)進(jìn)行鎖定。
短路檢測(cè)單元70與信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60相連，通過(guò)短 路檢測(cè)單元70對(duì)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的短路故障進(jìn)行檢測(cè)。
驅(qū)動(dòng)控制單元90與信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60相連，由驅(qū)動(dòng)控制單元90檢測(cè)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓，并反饋到信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng) 保護(hù)單元60。
電流采樣單元111與信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60相連，電流
采樣單元lll外部接電流傳感器，實(shí)現(xiàn)電流的采樣。
溫度檢測(cè)單元112與信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60相連，溫度 檢測(cè)單元112外部接溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)IPM工作溫度的檢測(cè)。
基準(zhǔn)電壓源單元113與電流采樣單元111、溫度檢測(cè)單元112相連，為電 流采樣單元lll、溫度檢測(cè)單元112提供基準(zhǔn)電壓源。
本實(shí)用新型通過(guò)集成化的應(yīng)用于IPM產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，針 對(duì)高壓、大電流的應(yīng)用特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT完善的驅(qū)動(dòng)、保護(hù) 及輸入控制信號(hào)、輸出故障信號(hào)的隔離，又集成了負(fù)電源、溫度采樣接口、電 流采樣接口、基準(zhǔn)電壓源。
如圖3所示，為本實(shí)用新型的電路原理圖。
在圖3中，IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路的電路基板采用96%AL203的陶瓷 板，相比較環(huán)氧樹(shù)脂材料的印刷板，具有絕緣電阻高、散熱好、強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。 導(dǎo)體、電阻、介質(zhì)等采用漿料印刷工藝，并經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)，與陶瓷的粘接強(qiáng)度 高，以從根本上提高電路的可靠性。IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路所使用的電阻， 均為印刷的厚膜電阻，經(jīng)過(guò)激光修正后，可達(dá)到按任意設(shè)計(jì)要求值。電阻值精 度高，溫度系數(shù)小，以充分利用基板空間，提高集成度。
下面結(jié)合圖3，進(jìn)一步描述圖2中各單元的電路構(gòu)成。
輸入信號(hào)接口單元30，由穩(wěn)壓管Zl、電阻(Rl、 R2、 R3、 R4)、電容 C4構(gòu)成。
其中，穩(wěn)壓管Z1的正極接地，負(fù)極接在電阻R1、 R2之間；電阻R1的一 端與電阻R2串接，另一端接電源Vcc;電阻R3、 R4串接在電阻R1、 R2之 間；電阻R3的另一端接穩(wěn)壓管Z1的負(fù)極，電阻R4的另一端接地，且與電容 C4并聯(lián)；電阻Rl的一端與第一光電耦合器El相接。
輸入信號(hào)鎖定單元40，由放大器E4、 二極管D4、電阻(R15、 R16)構(gòu) 成，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，鎖定輸入信號(hào)。
其中，放大器E4的正輸入端、負(fù)輸入端分別與放大器E3的正輸入端、 負(fù)輸入端連接，輸出端與二極管D4的正極、電阻R19的一端連接；二極管D4的負(fù)極與電阻R15的一端、電阻R16的一端之間。電阻R15、 R16的另一 端分別接電源Vcc、接地。
故障反饋單元50，由三級(jí)管Q1、電阻R8構(gòu)成。
其中，三級(jí)管Ql的基極與電阻R12的一端、電阻R13的一端及比較器 E5的輸出端連接，集電極連接到第二光電耦合器E2、并聯(lián)后的電阻R9、 RIO、 Rll的一端，發(fā)射極接地。電阻R8的一端接第二光電耦合器E2，另一端接電 源Vcc。
信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元60，由比較器E5、與非門(mén)E8、三級(jí) 管Q4、 二極管(D2、 D3、 D9)、電阻(RIO、 Rll、 R12、 R13、 R17、 R18) 構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的檢測(cè)。
其中，比較器E5的正輸入端與電阻R16的一端、二極管D9的負(fù)極連接， 負(fù)輸入端與二極管D3的正極、電阻R17的一端與電阻R18的一端連接；與非 門(mén)E8的輸出端接二級(jí)管D9的正極。
三極管Q4的發(fā)射極接電源Vcc，基極與電阻R19的另一端連接；二極管 D2的負(fù)極連接在電阻R10的另一端，正極連接到放大器E3、放大器E4的負(fù) 輸入端；二極管D3的負(fù)極連接在電阻Rll的另一端。
電阻R17的另一端接地，電阻R18的另一端接三極管Q4的集電極；電阻 R19的另一端接電阻R20的一端，電阻R20的另一端接電源Vcc;電阻R12 的另一端接電源Vcc;電阻R13的另一端接地。
短路檢測(cè)單元70，由穩(wěn)壓管Z4、 二極管(D5、 D6)、電阻(R20、 R21) 構(gòu)成，當(dāng)檢測(cè)到外部電壓信號(hào)超過(guò)安全值時(shí)，通過(guò)與驅(qū)動(dòng)控制單元90配合， 實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
其中，穩(wěn)壓管Z4的負(fù)極連接到三極管Q4的基極、電阻R19的另一端、 電阻R20的一端上，正極與依次串接的二級(jí)管D5、 D6的正極連接，依次串接 的二級(jí)管D5、 D6的負(fù)極與電阻R21連接。
功率放大單元80，由放大器E3、三級(jí)管(Q2、 Q3)、電阻(R5、 R6、 R7)構(gòu)成，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行功率放大。
其中，放大器E3的輸出端與二級(jí)管D1的正極、電阻R5的一端及三極管 Q2、 Q3的基極連接；三極管Q2的集電極接電源Vcc，發(fā)射極接三極管Q3 的發(fā)射極；三極管Q3的集電極接電壓源Vee;電阻R5的另一端接電源Vcc;電阻R6的一端連接在三極管Q2的發(fā)射極與三極管Q3的發(fā)射極上，另一端連 接到穩(wěn)壓管Z2的正極；電阻R7的一端與三極管Q2、 Q3的基極連接，另一 端接地。穩(wěn)壓管Z2的負(fù)極連接穩(wěn)壓管Z3的負(fù)極；穩(wěn)壓管Z3的正極接地。
驅(qū)動(dòng)控制單元90，由二極管D1、電阻R9構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制。 其中，二極管D1的負(fù)極與電阻R9的另一端連接。
負(fù)電壓源單元110，由控制器E9、場(chǎng)效應(yīng)管Q5、電感L1、穩(wěn)壓管Z5、 電容(Cl、 C2、 C3、 C7)、電阻(R33、 R34、 R35、 R36、 R37、 R38)構(gòu)成， 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)極性反轉(zhuǎn)的DC/DC變換器的功能，E9為集成的DC/DC控制器， 負(fù)電壓源單元IIO的輸出電壓通過(guò)電阻(R37、 R38)采樣，反饋給控制器E9， 最終得到穩(wěn)定的負(fù)電壓輸出。
其中，電容C1以并聯(lián)方式接到控制器E9，正極的一端接參考電壓源Vr 上，負(fù)極的一端接地；電容C2的一端接到控制器E9上，另一端接地；電容 C3的一端接到電阻R37的一端及電壓源Vee，另一端接地；電容C7的一端與 電阻R34串接到控制器E9，另一端接地；場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極接電阻R33的 一端及控制器E9，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極接電感L1的一端、穩(wěn)壓管Z5的負(fù)極； 場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極接電阻R33的另一端；電感L1的另一端接控制器E9及電 阻R36的一端；電阻R34的另一端接控制器E9;電阻R35的一端接地，另一 端接控制器E9;電阻R36的另一端接控制器E9;電阻R37的另一端接電阻 R38的一端、控制器E9，電阻R38的另一端接控制器E9。
電流采樣單元lll，由比較器E6和電阻(R22、 R24、 R25) 、 二極管D7、 電阻(R26、 R27)構(gòu)成，比較器E6的負(fù)輸入端通過(guò)電阻(R26、 R27)對(duì)基 準(zhǔn)電壓分壓，得到穩(wěn)定的參考電壓，二極管D7與外接的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電 阻連接，當(dāng)溫度超過(guò)安全值時(shí)，則比較器E6的負(fù)輸入端電壓低于正輸入端電 壓，比較器E6輸出低電平。
其中，比較器E6的正輸入端與電阻R24的一端、電阻25的一端連接， 負(fù)輸入端與電阻R26的一端、電阻R27的一端連接，輸出端接與非門(mén)E8的另 一輸入端；二極管D7的正極接電阻R25的另一端，負(fù)極與外接的負(fù)溫度系數(shù) 的熱敏電阻連接；電阻R22的一端接比較器E6的輸出端，另一端接電源Vcc; 電阻R24的另一端接電源Vcc;電阻R26的另一端接參考電壓源Vr;電阻R27 的另一端接地。溫度檢測(cè)單元112，由比較器E7和電阻(R28、 R29、 R30) 、 二極管D8、 電阻(R31、 R32、 R23)構(gòu)成，比較器E7的正輸入端通過(guò)電阻(R31、 R32) 對(duì)基準(zhǔn)電壓分壓，得到穩(wěn)定的參考電壓，二極管D8與外接的電流傳感器連接， 當(dāng)電流超過(guò)安全值時(shí)，則比較器E7的負(fù)輸入端電壓高于正輸入端電壓，比較 器E7輸出低電平。
其中，比較器E7的正輸入端與電阻R31的一端、R32的一端連接，負(fù)輸 入端與電阻R28的一端、電阻29的一端之間，輸出端接與非門(mén)E8的一輸入 端；二極管D8的正極與電阻R29的另一端、電阻R30的一端連接，負(fù)極與外 接的電流傳感器連接。電阻R23的一端接電源Vcc，另一端接比較器E7的輸 出端；電阻R31的另一端接參考電壓源Vr，電阻R32的另一端接地；電阻R28 的另一端接電源Vcc;電阻R30的另一端接地。
基準(zhǔn)電壓源單元113，由電容(C4、 C5、 C6)和穩(wěn)壓器E10構(gòu)成，通過(guò) 對(duì)輸入的正電源進(jìn)行線性穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓，以提供給其它電路；其 中E10為三端穩(wěn)壓器。
其中，穩(wěn)壓器E10的一端接參考電壓源Vr，另一端接電源Vcc，第三端 接地；電容C4的正極端接穩(wěn)壓器E10、電容C5的一端、電源Vcc，負(fù)極端接 地；電容C5的一端接穩(wěn)壓器EIO、電源Vcc，另一端接地；電容C6的一端接 穩(wěn)壓器EIO、參考電壓源Vr，另一端接地。
由于IPM產(chǎn)品應(yīng)用于高壓、大電流的工作環(huán)境下，需要將外部的控制系 統(tǒng)與內(nèi)部的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行有效的隔離，保證外部的控制系統(tǒng)的安全。在圖3 中，采用光電耦合器E1 (第一光電耦合器IO) 、 E2 (第二光電耦合器20)將 系統(tǒng)內(nèi)、外進(jìn)行隔離，輸入、輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
由光電耦合器E1隔離后，輸入的控制信號(hào)通過(guò)放大器E3進(jìn)行處理，三 極管(Q2、 Q3)構(gòu)成推挽式功率放大，將放大器E3的輸出信號(hào)放大后提供給 功率開(kāi)關(guān)器件IGBT。功放的電流輸出能力在2A以上，在工作狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生 熱量，由于電路基板為陶瓷材料，散熱好，所以能夠保證三極管(Q2、 Q3) 工作在穩(wěn)定的溫度區(qū)間內(nèi)。
功率開(kāi)關(guān)器件IGBT在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，若驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)低，則功率開(kāi)關(guān)器件 IGBT不能穩(wěn)定正常地工作，同時(shí)開(kāi)通損耗、關(guān)斷損耗會(huì)急劇增加，造成器件 損壞，如果驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)高，則功率開(kāi)關(guān)器件IGBT可能永久性損壞。本實(shí)用新型通過(guò)比較設(shè)定電壓基準(zhǔn)與驅(qū)動(dòng)電壓，可準(zhǔn)確檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電壓。
過(guò)電流、過(guò)熱會(huì)直接影響功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的工作特性及可靠性。因此，
在進(jìn)行本實(shí)用新型的專(zhuān)用厚膜電路設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)影響功率開(kāi)關(guān)器件IGBT可靠
性的因素，有的放矢地采取了如下幾種相應(yīng)的保護(hù)措施
al)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT柵極的保護(hù)
功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的柵極一發(fā)射極驅(qū)動(dòng)電壓VGE的保證值為土20V，如 果在它的柵極與發(fā)射極之間加上超出保證值的電壓，則可能會(huì)損壞功率開(kāi)關(guān)器 件IGBT，穩(wěn)壓管Z2、 Z3被設(shè)置成柵壓限幅電路，實(shí)現(xiàn)了柵極的保護(hù)。
a2)浪涌電壓的保護(hù)
因?yàn)殡娐分蟹植茧姼械拇嬖?，加上功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的開(kāi)關(guān)速度較高， 當(dāng)關(guān)斷時(shí)及與之并接的反向恢復(fù)二極管逆向恢復(fù)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌電壓 Ldi/dt，威脅功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的安全。在專(zhuān)用厚膜電路設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)調(diào)整 功率開(kāi)關(guān)器件IGBT驅(qū)動(dòng)電路的電阻R6，可使應(yīng)用系統(tǒng)中的Ldi/dt盡可能小。
a3)過(guò)流保護(hù)
對(duì)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的過(guò)流保護(hù)，主要有如下兩種方法
3.1) 用電阻或電流互感器檢測(cè)過(guò)流進(jìn)行保護(hù)
可以用電阻或電流互感器與主回路串聯(lián)，檢測(cè)流過(guò)主回路的電流。當(dāng)有過(guò) 流情況發(fā)生時(shí)，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)斷開(kāi)，達(dá)到保護(hù)的目的。在本實(shí)用新型中，通過(guò)比 較器E6將電流采樣值與參考電壓進(jìn)行比較，由電阻R24、電阻R25、 二極管 D7與外接的電流采樣電阻構(gòu)成電流采樣輸入通道，基準(zhǔn)電壓源通過(guò)電阻R26、 電阻R27分壓提供參考電壓。
3.2) 由VCE(sat)檢測(cè)過(guò)流進(jìn)行保護(hù)
因VCE(sat)=Ic*RCE(sat)，當(dāng)Ic增大時(shí)，VCE(sat)也隨之增大，若柵極電 壓為高電平，而VCE(sat)為高，則此時(shí)就有過(guò)流情況發(fā)生，此時(shí)與門(mén)輸出高電 平，輸出過(guò)流信號(hào)，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)斷開(kāi)，達(dá)到保護(hù)的目的。在本實(shí)用新型中通過(guò) 電阻R20、穩(wěn)壓管Z4、 二極管D5、 二極管D6、電阻R21進(jìn)行VCE(sat)的檢 測(cè)。其中，VCE(sat)是飽含壓降，RCE(sat)是飽含電阻，Ic是電流。
a4)過(guò)熱保護(hù)
由于流過(guò)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的電流較大，開(kāi)關(guān)頻率較高，因此功率開(kāi)關(guān) 器件IGBT的損耗也比較大，如果熱量不能及時(shí)散掉，使得功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的結(jié)溫Tj超過(guò)Tjmax，則功率開(kāi)關(guān)器件IGBT可能損壞?？赏ㄟ^(guò)安裝在靠近發(fā) 熱處的溫度傳感器等，檢測(cè)工作溫度，當(dāng)溫度超過(guò)安全值時(shí)，厚膜電路能夠切 斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)，保護(hù)其安全。在本實(shí)用新型中通過(guò)比較器E7進(jìn)行過(guò)熱檢測(cè)，電 阻(R28、 R29、 R30) 、 二極管D8與外接的熱敏電阻構(gòu)成溫度檢測(cè)通道，基 準(zhǔn)電壓源通過(guò)電阻(R31、 R32)分壓提供參考電壓。
在本實(shí)用新型中，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)有效的時(shí)間內(nèi)，發(fā)生短路、過(guò)流、欠壓、過(guò) 壓、過(guò)熱故障時(shí)，則通過(guò)邏輯電路后產(chǎn)生故障信號(hào)，此時(shí)將關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)，輸 出故障信號(hào)，鎖定輸入信號(hào)。
在功率開(kāi)關(guān)器件IGBT關(guān)斷時(shí)，柵極要加反向偏置，由于柵極的阻抗很大， 該電流令VGE增加，惡劣條件下可達(dá)閾值電壓時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)誤觸發(fā)，導(dǎo)致上 下臂同時(shí)開(kāi)通使橋臂短路。因此，在本實(shí)用新型中，通過(guò)由控制器E9、電容 (Cl、 C2、 C3、 C7)、三極管Q5、穩(wěn)壓管Z5、電感L1、電阻(R33、 R34、 R35、 R36、 R37、 R38)構(gòu)成的負(fù)電源電路，對(duì)柵極提供足夠的負(fù)柵壓，使其 可靠地關(guān)斷。
IPM產(chǎn)品的使用綜合性能非常優(yōu)越，非其它功率器件所能替代，因此成為 當(dāng)今電力電子技術(shù)中的主要器件。在使用時(shí)必須正確選擇器件的容量，要有完 全嚴(yán)格的保護(hù)電路，按產(chǎn)品技術(shù)性能規(guī)定來(lái)正確選定各種參數(shù)值和保護(hù)值，是 件非常重要的事，只有精心設(shè)計(jì)，規(guī)范運(yùn)行，才能確保在使用中的安全性和可 靠性。
IPM產(chǎn)品的發(fā)展趨向是高耐壓、大電流、高速度、低壓降、高可靠、低成 本為目標(biāo)，特別是發(fā)展高壓變頻器的應(yīng)用，簡(jiǎn)化其主電路，減少使用器件，提 高可靠性，降低制造成本，簡(jiǎn)化調(diào)試工作等。
本實(shí)用新型在生產(chǎn)、測(cè)試完畢后采用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行封裝，電路整體性能穩(wěn) 定、 一致性好、集成度高，能夠提高IPM產(chǎn)品中的產(chǎn)品的性能。
本實(shí)用新型提供了一種用于IPM驅(qū)動(dòng)控制的專(zhuān)用厚膜電路，包括厚膜電 路及引出端子的形式，該厚膜電路還包含對(duì)IPM功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的驅(qū)動(dòng)、 過(guò)壓、欠壓、短路、過(guò)流檢測(cè)、溫度信號(hào)檢測(cè)、電流信號(hào)檢測(cè)、輸入信號(hào)的隔 離、處理電路。輸入信號(hào)為T(mén)TL電平，可直接與微處理器相連，輸入信號(hào)經(jīng) 隔離、放大后輸出，驅(qū)動(dòng)IPM產(chǎn)品的功率開(kāi)關(guān)器件IGBT。并通過(guò)邏輯保護(hù)電 路檢測(cè)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的飽和壓降，來(lái)檢測(cè)IPM產(chǎn)品的過(guò)流、短路故障狀態(tài)，同時(shí)具有溫度信號(hào)采樣接口、電流信號(hào)采樣接口，通過(guò)外接傳感器可檢測(cè) IPM產(chǎn)品的溫度及電流。故障信號(hào)通過(guò)隔離的信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù) 單元60反饋給外部控制器，電路內(nèi)部集成有電壓基準(zhǔn)源電路和負(fù)電源電路，
在高壓、大電流的應(yīng)用中能夠保證功率開(kāi)關(guān)器件IGBT可靠地工作。本實(shí)用新
型采用厚膜混合集成技術(shù)，具有集成度高、可靠性高、外部接口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維
護(hù)方便，非常適用于IPM產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造。
本實(shí)用新型的IPM驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路具有如下幾個(gè)特點(diǎn)
1) 簡(jiǎn)化了IPM產(chǎn)品的復(fù)雜設(shè)計(jì)，減小IPM的體積，提高可靠性，簡(jiǎn)化布
局和布線，能夠使其成為好用的集成型功率器件。
2) 內(nèi)部電路，布線設(shè)計(jì)優(yōu)化，有效抑制干擾；經(jīng)過(guò)調(diào)整的驅(qū)動(dòng)電路，可 降低通態(tài)損耗和開(kāi)關(guān)損耗，使IPM產(chǎn)品所需的散熱器面積更?。徊捎脴?biāo)準(zhǔn)化 邏輯電平控制電路接口，擴(kuò)充規(guī)格時(shí)無(wú)須另行設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，具備強(qiáng)有力的自 動(dòng)保護(hù)和故障檢測(cè)功能。
3) 通過(guò)流傳感器輸入接口的電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以高效、迅速地檢測(cè)出 過(guò)電流和短路電流，并采用逐步降柵壓的軟關(guān)斷技術(shù)，大大降低了關(guān)斷大電流 而引發(fā)的浪涌電壓；并能對(duì)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT給予足夠的保護(hù)，降低IPM產(chǎn) 品的故障率。
4) 通過(guò)溫度傳感器輸入接口可以檢測(cè)出功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的工作溫度， 當(dāng)溫度超過(guò)安全門(mén)限時(shí)，迅速關(guān)斷功率開(kāi)關(guān)器件IGBT。
5) 通過(guò)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT柵極電壓的過(guò)壓保護(hù)和欠壓鎖定，避免了因 驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓故障造成的功率開(kāi)關(guān)器件的永久性損壞。
6) 通過(guò)對(duì)功率開(kāi)關(guān)器件IGBT的負(fù)電壓關(guān)斷，使高壓、大電流的應(yīng)用中， 功率開(kāi)關(guān)器件IGBT能夠可靠地工作。
當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其 實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改 變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種用于IPM功率開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征在于，包括用于隔離控制信號(hào)的第一光電耦合器，用于隔離故障信號(hào)的第二光電耦合器，信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元，功率放大單元，驅(qū)動(dòng)控制單元，故障反饋單元，短路檢測(cè)單元，電流采樣單元，溫度檢測(cè)單元；所述控制信號(hào)通過(guò)所述第一光電耦合器；再依次經(jīng)過(guò)所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、所述功率放大單元進(jìn)行處理，得到放大后的控制信號(hào)；所述放大后的控制信號(hào)進(jìn)入所述驅(qū)動(dòng)控制單元，驅(qū)動(dòng)所述IPM功率開(kāi)關(guān)器件；所述故障信號(hào)經(jīng)過(guò)所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元處理后進(jìn)入所述故障反饋單元，經(jīng)過(guò)所述故障反饋單元反饋后，通過(guò)所述第二光電耦合器隔離后輸出；所述短路檢測(cè)單元，與所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元連接，檢測(cè)所述IPM功率開(kāi)關(guān)器件的短路故障；所述電流采樣單元，與所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元連接，通過(guò)外接的電流傳感器采樣所述IPM功率開(kāi)關(guān)器件的工作電流；所述溫度檢測(cè)單元，與所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元連接，通過(guò)外接的溫度傳感器檢測(cè)所述IPM功率開(kāi)關(guān)器件的工作溫度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征在于，還包括 用于接收通過(guò)所述第一光電耦合器的所述控制信號(hào)的輸入信號(hào)接口單元，設(shè)置 于所述第一光電耦合器、所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征在于，還包括: 用于對(duì)所述控制信號(hào)進(jìn)行鎖定的輸入信號(hào)鎖定單元，設(shè)置于所述輸入信號(hào)接口 單元、所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征在于，還包括:用于向所述驅(qū)動(dòng)控制單元提供負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓的負(fù)電壓源單元，設(shè)置于所述信號(hào)處 理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、所述驅(qū)動(dòng)控制單元之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征在 于，還包括用于向所述電流采樣單元、所述溫度檢測(cè)單元提供基準(zhǔn)電壓源的基準(zhǔn)電壓源單元，連接所述電流采樣單元、所述溫度檢測(cè)單元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征在于，還包括: 用于提供正電壓源的正電壓源輸入單元，設(shè)置于所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū) 動(dòng)保護(hù)單元、所述基準(zhǔn)電壓源單元之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征在于，所述負(fù)電壓源單元包括控制器(E9)、場(chǎng)效應(yīng)管(Q5)、電感(Ll)、第五 穩(wěn)壓管(Z5)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第七 電容(C7)、第三三電阻(R33)、第三四電阻(R34)、第三五電阻(R35)、 第三六電阻(R36)、第三七電阻(R37)、第三八電阻(R38);第一電容(CO以并聯(lián)方式接到控制器(E9)，正極端接參考電壓源(Vr) 上，負(fù)極端接地；第二電容(C2)的一端接到控制器(E9)上，另一端接地； 第三電容(C3)的一端接到第三七電阻(R37)的一端及電壓源(Vee)，另 一端接地；第七電容(C7)的一端與第三四電阻(R34)串接到控制器(E9)， 另一端接地；場(chǎng)效應(yīng)管(Q5)的柵極接第三三電阻(R33)的一端及控制器(E9)， 源極接電感(Ll)的一端、第五穩(wěn)壓管(Z5)的負(fù)極，漏極接第三三電阻(R33) 的另一端；電感(Ll)的另一端接控制器(E9)及第三六電阻(R36)的一端； 第三五電阻(R35)的一端接地，另一端接控制器(E9);第三六電阻(R36) 的另一端接控制器(E9);第三七電阻(R37)的另一端接第三八電阻(R38) 的一端、控制器(E9);第三八電阻(R38)的另一端接控制器(E9)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或6所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征 在于，所述電流采樣單元包括第六比較器(E6)、第二二電阻(R22)、第 二四電阻(R24)、第二五電阻(R25)、第二六電阻(R26)、第二七電阻(R27) 和第七二極管(D7);第六比較器(E6)的正輸入端與第二四電阻(R24)的一端、第二五電阻 (R25)的一端之間，負(fù)輸入端與第二六電阻(R26)的一端、第二七電阻(R27) 的一端連接，輸出端接所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元的與非門(mén)(E8) 的另一輸入端；第七二極管(D7)的正極接第二五電阻(R25)的另一端，負(fù) 極與外接的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻連接；第二二電阻(R22)的一端接第六比 較器(E6)的輸出端，另一端接電源；第二四電阻(R24)的另一端接電源； 第二六電阻(R26)的另一端接參考電壓源(Vr);第二七電阻(R27)的另 一端接地。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4或6所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征 在于，所述溫度檢測(cè)單元包括第七比較器(E7)、第二三電阻(R23)、第 二八電阻(R28)、第二九電阻(R29)、第三零電阻(R30)、第三一電阻(R31)、 第三二電阻(R32)、第八二極管(D8);第七比較器(E7)的正輸入端與第三一電阻(R31)的一端、第三二電阻 (R32)的一端連接，負(fù)輸入端與第二八電阻(R28)的一端、第二九電阻(R29) 的一端連接，輸出端接所述信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元的與非門(mén)(E8) 的一輸入端；第八二極管(D8)的正極與第二九電阻(R29)的另一端、第三 零電阻(R30)的一端連接，負(fù)極與外接的電流傳感器連接；第二三電阻(R23) 的一端接電源，另一端接第七比較器(E7)的輸出端；第三一電阻(R31)的 另一端接參考電壓源(Vr)，第三二電阻(R32)的另一端接地；第二八電阻 (R28)的另一端接電源；第三零電阻(R30)的另一端接地。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，其特征在于，所述基 準(zhǔn)電壓源單元包括第四電容(C4)、第五電容(C5)、第六電容(C6)和 穩(wěn)壓器(E10);穩(wěn)壓器(E10)的一端接參考電壓源(Vr)，另一端接電源，第三端接地； 第四電容(C4)的正極端接穩(wěn)壓器(E10)、第五電容(C5)的一端、電源， 負(fù)極端接地；第五電容(C5)的一端接穩(wěn)壓器(E10)、電源，另一端接地； 第六電容(C6)的一端接穩(wěn)壓器(E10)、參考電壓源(Vr)，另一端接地。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于IPM功率開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)控制專(zhuān)用厚膜電路，包括第一光電耦合器、第二光電耦合器、信號(hào)處理、邏輯控制與驅(qū)動(dòng)保護(hù)單元、功率放大單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、故障反饋單元、短路檢測(cè)單元、電流采樣單元、溫度檢測(cè)單元；放大后的控制信號(hào)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)控制單元，驅(qū)動(dòng)IPM功率開(kāi)關(guān)器件；故障信號(hào)經(jīng)過(guò)故障反饋單元反饋后，通過(guò)第二光電耦合器隔離后輸出；短路檢測(cè)單元檢測(cè)IPM功率開(kāi)關(guān)器件的短路故障；電流采樣單元通過(guò)外接的電流傳感器采樣IPM功率開(kāi)關(guān)器件的工作電流；溫度檢測(cè)單元通過(guò)外接的溫度傳感器檢測(cè)IPM功率開(kāi)關(guān)器件的工作溫度。采用本實(shí)用新型的專(zhuān)用厚膜電路實(shí)現(xiàn)了功率開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)。
文檔編號(hào)H02M1/32GK201146457SQ20082007866
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者單紹柱, 曹云翔, 李存信, 李小會(huì), 李滿長(zhǎng), 杜吉龍, 王明睿 申請(qǐng)人:北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所