Igbt驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及IGBT技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種IGBT驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著市場對(duì)大功率變換器的需求日益增長，中高壓大功率IGBT(絕緣柵雙極型晶 體管）得到廣泛運(yùn)用，如廣泛應(yīng)用于變頻器、弧焊電源等。IGBT驅(qū)動(dòng)電路是控制IGBT工作 的重要電路，它對(duì)IGBT的正常運(yùn)行具有非常重要的影響，采用一套性能良好的驅(qū)動(dòng)電路可 縮短開關(guān)時(shí)間，減少開關(guān)損耗，使IGBT工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)下，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行效 率、可靠性和安全性都有重要意義。其中，現(xiàn)有的IGBT驅(qū)動(dòng)電路在關(guān)斷IGBT時(shí)，主要通過 電容對(duì)放電電阻直接放電實(shí)現(xiàn)，當(dāng)電容的放電電壓低于IGBT的口極電壓時(shí)，IGBT關(guān)斷。然 而，由于放電電阻的放電速度較慢，從而導(dǎo)致IGBT關(guān)斷的速度較慢，使IGBT開關(guān)損耗增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種IGBT驅(qū)動(dòng)電路，旨在提高IGBT的關(guān)斷速度，降低 IGBT的開關(guān)損耗。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種IGBT驅(qū)動(dòng)電路，該IGBT驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)信號(hào) 產(chǎn)生電路、升壓電路、儲(chǔ)能電路、放電電路及負(fù)壓生成電路，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路的輸出 端與所述升壓電路的輸入端連接，所述升壓電路的輸出端與所述儲(chǔ)能電路的輸入端連接； 所述儲(chǔ)能電路的輸出端與IGBT的受驅(qū)動(dòng)端連接；所述負(fù)壓生成電路的輸入端與所述升壓 電路的輸出端連接，所述負(fù)壓放電電路的輸出端經(jīng)所述放電電路與所述儲(chǔ)能電路的放電端 連接；其中， 陽0化]所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生正負(fù)交替的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0006] 所述升壓電路，用于將正負(fù)交替的所述IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行升壓后輸出；
[0007] 所述儲(chǔ)能電路，用于在所述升壓電路輸出正向電壓時(shí)進(jìn)行儲(chǔ)能，W驅(qū)動(dòng)所述IGBT 導(dǎo)通；在所述升壓電路輸出負(fù)向電壓時(shí)通過所述放電電路進(jìn)行放電，W關(guān)斷所述IGBT;
[0008] 所述負(fù)壓生成電路，用于在所述升壓電路輸出正向電壓時(shí)進(jìn)行儲(chǔ)能，并生成負(fù)電 壓，并在所述升壓電路輸出反向電壓時(shí)，將所述負(fù)電壓提供給所述放電電路。
[0009] 優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路包括控制器、邏輯轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng) 電源，所述控制器包括第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端，所述邏輯轉(zhuǎn)換電路包括第一輸 入端、第二輸入端、第一輸出端及第二輸出端，所述邏輯轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端與所述控制 器的第一信號(hào)輸出端連接，所述邏輯轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端與所述控制器的第二信號(hào)輸出 端連接，所述邏輯轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端和第二輸出端與所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的第一受控端 和第二受控端一一對(duì)應(yīng)連接，所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與所述驅(qū)動(dòng)電源連接，所述開關(guān) 驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路的輸出端；其中，
[0010] 所述控制器，用于輸出第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0011] 所述邏輯轉(zhuǎn)換電路，用于將所述第一預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩 路幅值相等、頻率相等、占空比相等、相位相差180度的開關(guān)控制信號(hào)；
[0012] 所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，用于根據(jù)所述兩路幅值相等、頻率相等、占空比相等、相位相 差180度的開關(guān)控制信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)電源輸出所述正負(fù)交替的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0013] 優(yōu)選地，所述邏輯轉(zhuǎn)換電路包括第一電源、第二電源、第一觸發(fā)器、第一反相器、第 二反相器、第一電阻、第二電阻、第=電阻、第四電阻、第五電阻、第屯電阻、第八電阻及第一 開關(guān)驅(qū)動(dòng)忍片，所述第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)忍片包括電源腳、第一輸入腳、第二輸入腳、第一輸出腳、 第二輸出腳及接地腳；所述控制器的第一信號(hào)輸出端經(jīng)所述第一電阻與所述第一電源連 接，所述控制器的第二信號(hào)輸出端經(jīng)所述第=電阻與所述第二電源連接；所述第一觸發(fā)器 的一輸入端經(jīng)所述第二電阻與所述控制器的第一信號(hào)輸出端連接，所述第一觸發(fā)器的另一 輸入端經(jīng)所述第四電阻與所述控制器的第二信號(hào)輸出端連接，所述第一觸發(fā)器的輸出端經(jīng) 所述第二反相器與所述第五電阻的一端連接，所述第五電阻的另一端分別與所述第一開關(guān) 驅(qū)動(dòng)忍片的第一輸入腳和第二輸入腳連接；所述第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)忍片的電源腳經(jīng)所述第屯電 阻、第八電阻與所述驅(qū)動(dòng)電源連接，所述第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)忍片的接地腳接地，所述第一開關(guān)驅(qū) 動(dòng)忍片的第一輸出腳為所述邏輯轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端，所述第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)忍片的第二輸 出腳為所述邏輯轉(zhuǎn)換電路的第二輸出端。
[0014] 優(yōu)選地，所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第=開關(guān)管、第四開關(guān) 管、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十=電阻、第十四電阻、第一二極管、 第二二極管、第=二極管及第四二極管；所述第一開關(guān)管的柵極依次經(jīng)所述第十一電阻、第 九電阻與所述第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)忍片的第一輸出腳連接，所述第一二極管的陰極與所述第一開 關(guān)管的柵極連接，所述第一二極管的陽極與所述第九電阻、第十一電阻互連的一端連接；所 述第一開關(guān)管的源極經(jīng)所述第八電阻與所述驅(qū)動(dòng)電源連接，漏極與所述第二開關(guān)管的漏極 連接；所述第二開關(guān)管的柵極依次經(jīng)所述第十二電阻、第九電阻與所述第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)忍片 的第一輸出端連接，所述第二二極管的陽極與所述第二開關(guān)管的柵極連接，所述第二二極 管的陰極與所述第十一電阻、第十電阻互連的一端連接；所述第=開關(guān)管的柵極依次經(jīng)所 述第十=電阻、第十電阻與所述第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)忍片的第二輸出腳連接，所述第=二極管的 陰極與所述第=開關(guān)管的柵極連接，所述第=二極管的陽極與所述第十電阻、第十=電阻 互連的一端連接；所述第=開關(guān)管的源極經(jīng)所述第八電阻與所述驅(qū)動(dòng)電源連接，所述第= 開關(guān)管的漏極與所述第四開關(guān)管的漏極連接；所述第四開關(guān)管的柵極經(jīng)所述第十四電阻、 第十電阻與所述第一開關(guān)驅(qū)動(dòng)忍片的第二輸出端連接，所述第四二極管的陽極與所述第四 開關(guān)管的柵極連接，所述第四二極管的陰極與所述第十四電阻、第十電阻互連的一端連接。
[0015] 優(yōu)選地，所述升壓電路包括變壓器，所述變壓器具有第一初級(jí)輸入端、第二初級(jí)輸 入端、第一次級(jí)輸出端及第二次級(jí)輸出端，所述變壓器的第一初級(jí)輸入端與所述第=開關(guān) 管和第四開關(guān)管的公共端連接，所述變壓器的第二初級(jí)輸入端與所述第一開關(guān)管和第二開 關(guān)管的公共端連接，所述變壓器的第一次級(jí)輸出端和第二次級(jí)輸出端共同組成所述升壓電 路的輸出端。
[0016] 優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能電路包括第五二極管及第屯電容，所述第五二極管的陽極與所 述變壓器的第一次級(jí)輸出端連接，所述第五二極管的陰極與所述第屯電容的一端、所述 IGBT的受驅(qū)動(dòng)端互連，所述第屯電容的另一端與所述變壓器的第二次級(jí)輸出端、所述IGBT 的漏極互連。
[0017] 優(yōu)選地，所述放電電路包括第五開關(guān)管及第十五電阻，所述第五開關(guān)管的柵極與 所述變壓器的第一次級(jí)輸出端連接，所述第五開關(guān)管的源極與所述第五二極管和第屯電容 互連的一端連接，所述第五開關(guān)管的漏極經(jīng)所述第十五電阻與所述變壓器的第二次級(jí)輸出 端連接。
[0018] 優(yōu)選地，所述負(fù)壓生成電路包括第六二極管、第一穩(wěn)壓管、第八電容及第九電容； 所述第六二極管的陽極與所述變壓器的第一次級(jí)輸出端連接，所述第六二極管的陰極與第 八電容的正極連接，所述第八電容的負(fù)極與所述變壓器的第二次級(jí)輸出端連接；所述第九 電容和所述第一穩(wěn)壓管并聯(lián)連接，且所述第九電容與所述第一穩(wěn)壓管的陽極互連的一端與 所述變壓器的第二次級(jí)輸出端連接，所述第九電容與所述第一穩(wěn)壓管的陰極互連的一端與 所述第屯電容的所述另一端連接。
[0019] 優(yōu)選地，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路還包括錯(cuò)位電路，所述錯(cuò)位電路與所述儲(chǔ)能電路的輸 出端連接。
[0020] 優(yōu)選地，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路還包括錯(cuò)位電路，所述錯(cuò)位電路包括第二穩(wěn)壓管和第 =穩(wěn)壓管，所述第二穩(wěn)壓管的陰極與所述第五二極管和第屯電容互連的一端連接，所述第 二穩(wěn)壓管的陽極與所述第=穩(wěn)壓管的陽極連接，所述第=穩(wěn)壓管的陰極與所述第六二極管 的陰極連接。
[0021] 本發(fā)明通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路、升壓電路、儲(chǔ)能電路、放電電路及負(fù)壓生成電 路組成IGBT驅(qū)動(dòng)電路，該IGBT驅(qū)動(dòng)電路由于通過升壓電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路生成的 IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行升壓后輸出至儲(chǔ)能電路進(jìn)行充電儲(chǔ)能，充電時(shí)間短，從而使IGBT導(dǎo)通速 度較快；并且，升壓電路升壓后輸出的電源還輸出至負(fù)壓生成電路進(jìn)行充電儲(chǔ)能，并并生成 一負(fù)電壓，在儲(chǔ)能電路通過放電電路放電時(shí)，將該負(fù)