專利名稱：一種igbt模塊驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，特別涉及一種IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor絕緣柵型雙極晶體管)模塊性能的發(fā) 揮與其驅(qū)動(dòng)電路關(guān)系密切，如IGBT模塊的安全工作區(qū)和開關(guān)特性隨驅(qū)動(dòng)電路的改變而變 化，為了保證IGBT模塊可靠工作，IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)電路中的保護(hù)電路設(shè)計(jì)非常重要。 現(xiàn)有IGBT模塊廠家推薦的IGBT模塊專用驅(qū)動(dòng)模塊(即驅(qū)動(dòng)電路)主要有德國(guó)西
門康公司生產(chǎn)的SKH系列、奧地利CONCEPT公司生產(chǎn)的2SD系列和德國(guó)英飛凌公司生產(chǎn)的
2ED300系列等，這些驅(qū)動(dòng)模塊采用變壓器隔離方式，輸入輸出延遲時(shí)間較小，能夠?qū)崿F(xiàn)雙路
脈沖互鎖功能、抑制載脈沖功能和死區(qū)時(shí)間設(shè)定等功能，但體積較大，價(jià)格昂貴。 為了解決上述IGBT模塊專用驅(qū)動(dòng)模塊價(jià)格昂貴的問(wèn)題，出現(xiàn)了采用HCPL316光耦
集成電路設(shè)計(jì)的雙路輸出驅(qū)動(dòng)模塊。該驅(qū)動(dòng)模塊具有性能穩(wěn)定、價(jià)格實(shí)惠的優(yōu)點(diǎn)，但仍存在
如下不足由于HCPL316光耦的原付邊工作電壓較低，該驅(qū)動(dòng)模塊只能滿足1200V及以下
IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)要求，無(wú)法滿足使用于直流母線超過(guò)IOOOV場(chǎng)合的1700V IGBT模塊驅(qū)動(dòng)的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，與現(xiàn)有的IGBT 模塊的驅(qū)動(dòng)模塊比較，在現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)模塊性能的基礎(chǔ)上，滿足價(jià)格實(shí)惠、實(shí)現(xiàn)在直流母線超過(guò) IOOOV場(chǎng)合下1700V IGBT模塊驅(qū)動(dòng)的要求，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路， 其特征在于，包括PCB板和設(shè)置在該P(yáng)CB板上的輸入邏輯控制電路、第一、第二 IGBT驅(qū)動(dòng) 光耦HC麗3120、第一、第二 IGBT過(guò)流故障反饋光耦、分別包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出端的第一、第 二功率放大電路、第一、第二 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路和DC/DC電源電路，所述第一、 第二 IGBT過(guò)流故障反饋光耦為高速光耦，所述輸入邏輯控制電路分別連接所述第一、第二 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120和所述第一、第二 IGBT過(guò)流故障反饋光耦，所述第一、第二 IGBT驅(qū) 動(dòng)光耦HC麗3120分別一一對(duì)應(yīng)連接所述第一、第二功率放大電路，所述第一、第二 IGBT過(guò) 流故障反饋光耦分別一一對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)連接所述第一、第二 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯控制電 路，所述DC/DC電源電路分別連接所述輸入邏輯控制電路、所述第一、第二 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦 HC麗3120、所述第一、第二 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路和所述第一、第二功率放大電路。 在本實(shí)用新型的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路中，所述IGBT過(guò)流直通邏輯判斷電路包括驅(qū) 動(dòng)信號(hào)辨識(shí)電路、過(guò)流鎖死電路。 在本實(shí)用新型的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路中，所述DC/DC電源電路設(shè)置在所述PCB板的 中部，所述第一 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120、第一 IGBT過(guò)流故障反饋光耦、第一 IGBT過(guò)流直通
3保護(hù)及邏輯電路和第一功率放大電路設(shè)置在所述電源電路上側(cè)的所述PCB板上，所述第二 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120、第二 IGBT過(guò)流故障反饋光耦、第二 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電 路和第二功率放大電路設(shè)置在所述電源電路下側(cè)的所述PCB板上。 在本實(shí)用新型的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路中，所述第一 IGBT過(guò)流故障反饋光耦為光 耦HC麗4504或光耦HC麗2601，所述第二 IGBT過(guò)流故障反饋光耦為光耦HC麗4504或光耦 HC麗2601。 在本實(shí)用新型的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路中，所述PCB板包括爬電距離擴(kuò)大槽，所述爬 電距離擴(kuò)大槽位于所述DC/DC電源電路之后、所述第一 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120、第一 IGBT 過(guò)流故障反饋高速光耦、第一 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路、第一功率放大電路設(shè)置與所 述第二 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120、第二 IGBT過(guò)流故障反饋高速光耦、第二 IGBT過(guò)流直通保 護(hù)及邏輯電路、第二功率放大電路之間。在本實(shí)用新型的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路中，所述PCB板包括爬電距離擴(kuò)大槽，所述第
一功率放大電路與所述第二功率放大電路相鄰布置，所述爬電距離擴(kuò)大槽位于所述DC/DC
電源電路之后、所述第一功率放大電路與所述第二功率放大電路之間。 在本實(shí)用新型的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路中，所述爬電距離擴(kuò)大槽為條形封閉槽或條
形U形槽。 實(shí)施本實(shí)用新型的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效果是 1.可靠實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT模塊的過(guò)流直通保護(hù)，并能夠可靠用于高壓大功率IGBT模塊
驅(qū)動(dòng)的運(yùn)用場(chǎng)合； 2.電路構(gòu)成簡(jiǎn)單可靠，驅(qū)動(dòng)模塊體積小、性價(jià)比優(yōu)越。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中 圖1是本實(shí)用新型IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖。 圖2是本實(shí)用新型IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路包括PCB板100、設(shè)置在PCB板 100上的輸入邏輯控制電路1、3和9兩片IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120、2和10兩片IGBT過(guò)流 故障反饋光耦HC麗4504、兩個(gè)功率放大電路5和7、兩個(gè)IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路4 和8及DC/DC電源電路11。輸入邏輯控制電路1包括兩個(gè)輸入端用于輸入兩路輸入信號(hào) P麗l (Pulse Width Modulation脈寬調(diào)控)和P麗2，兩個(gè)功率放大電路5和7分別包括一 個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出端向IGBT模塊輸出兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 輸入邏輯控制電路1分別連接3和9兩片IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HCNW3120和2和10兩 片IGBT過(guò)流故障反饋光耦HC麗4504。 3和9兩片IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120分別——對(duì)應(yīng)連接兩個(gè)功率放大電路5和7。 2和10兩片IGBT過(guò)流故障反饋光耦HCNW4504分別——對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)連接兩個(gè)IGBT 過(guò)流直通保護(hù)及邏輯控制電路4和8。 在其他實(shí)施例中，2和10兩片IGBT過(guò)流故障反饋光耦HC麗4504可以采用其他高 速光耦如光耦HC麗2601等替代。 DC/DC電源電路11分別連接輸入邏輯控制電路1、3和9兩片IGBT驅(qū)動(dòng)光耦
4HC麗3120、兩個(gè)IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路4和8及兩個(gè)功率放大電路5和7，為其提供 驅(qū)動(dòng)隔離電源。 本實(shí)用新型IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路工作原理如下 兩路輸入信號(hào)P麗l和P麗2首先進(jìn)入輸入邏輯控制電路1進(jìn)行電平整形和抗干擾 處理，同時(shí)輸入上下管兩信號(hào)邏輯互鎖，起到上下管IGBT直通保護(hù)的功能，然后進(jìn)入3和9 兩片IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120。 驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120 (3和9)進(jìn)行光耦隔離后，經(jīng)過(guò)功率放大電路5 和7輸出到IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)極，以滿足大功率IGBT模塊驅(qū)動(dòng)能力的要求。 IGBT模塊的過(guò)流直通邏輯判斷由IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路4和8實(shí)現(xiàn)。通過(guò) 檢測(cè)IGBT模塊的C、E極電壓VCE并與給定電壓進(jìn)行比較，當(dāng)電壓VCE超過(guò)給定電壓時(shí)，IGBT 過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路4或8發(fā)出IGBT模塊過(guò)流直通報(bào)警信號(hào)。 在本實(shí)施例中，IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)辨識(shí)電路和過(guò)流鎖死 電路兩個(gè)子電路，實(shí)現(xiàn)如下功能 1、驅(qū)動(dòng)信號(hào)辨識(shí)功能在驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低電平時(shí)(即正常IGBT關(guān)斷時(shí))IGBT模塊 VCE電壓一定比給定電壓高，驅(qū)動(dòng)信號(hào)辨識(shí)電路避免了誤反饋，保證在IGBT模塊正常關(guān)斷時(shí) 不做過(guò)流判斷； 2、過(guò)流鎖死功能一旦IGBT模塊發(fā)生過(guò)流直通，則不論后續(xù)過(guò)流現(xiàn)象是否消失， 驅(qū)動(dòng)電平狀態(tài)如何，過(guò)流鎖死電路將持續(xù)反饋IGBT模塊過(guò)流直通報(bào)警信號(hào)，直至系統(tǒng)斷 電。 IGBT模塊的過(guò)流故障反饋由2和10兩片IGBT過(guò)流故障反饋光耦HC麗4504實(shí)現(xiàn)。 兩個(gè)IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路4和8的IGBT過(guò)流直通報(bào)警信號(hào)通過(guò)2和10兩片IGBT 過(guò)流故障反饋光耦HC麗4504進(jìn)行光耦隔離后，反饋給邏輯控制電路1和上級(jí)DSP (Digital Singnal Processor數(shù)字信號(hào)處理器)。 邏輯控制電路1實(shí)現(xiàn)IGBT模塊的直通過(guò)流保護(hù)。當(dāng)2和10兩片IGBT過(guò)流故障 反饋光耦HC麗4504反饋IGBT過(guò)流直通報(bào)警信號(hào)時(shí)，邏輯控制電路1將輸入的驅(qū)動(dòng)電平信 號(hào)全部拉低，封鎖驅(qū)動(dòng)脈沖，實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT模塊及后續(xù)電路的保護(hù)。 在本實(shí)施例中，將DC/DC電源電路11設(shè)置在PCB板100的中部，將IGBT驅(qū)動(dòng)光 耦HC麗3120(3) 、 IGBT過(guò)流故障反饋光耦HC麗4504(2) 、 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路 4和功率放大電路5設(shè)置在DC/DC電源電路11上側(cè)的PCB板100上，將IGBT驅(qū)動(dòng)光耦 HC麗3120 (9) 、 IGBT過(guò)流故障反饋光耦HC麗4504 (10) 、 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路8和 功率放大電路7設(shè)置在DC/DC電源電路11下側(cè)的PCB板100上。在其他實(shí)施例中，可以根 據(jù)其他需要布置上述各電路。 如圖2所示，在本實(shí)施例中，在PCB板100上設(shè)置爬電距離擴(kuò)大槽6，以增大上下管 之間的爬電距離，降低兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相互干擾，滿足兩路驅(qū)動(dòng)的安全規(guī)定要求。爬電距離 擴(kuò)大槽6設(shè)置在DC/DC電源電路11之后、IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120 (標(biāo)號(hào)3) 、 IGBT過(guò)流故 障反饋光耦HC麗4504(標(biāo)號(hào)2) 、 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路4、功率放大電路5與IGBT 驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120 (標(biāo)號(hào)9) 、 IGBT過(guò)流故障反饋光耦HC麗4504 (標(biāo)號(hào)10) 、 IGBT過(guò)流直通 保護(hù)及邏輯電路8、功率放大電路7之間。 在其他實(shí)施例中，上述各電路根據(jù)其他需要布置時(shí)，將功率放大電路4與功率放大電路7相鄰布置，將爬電距離擴(kuò)大槽6設(shè)置在DC/DC電源電路11之后、功率放大電路4 與功率放大電路7之間。 上述爬電距離擴(kuò)大槽可以采用包括但不限于條形封閉槽或條形U形槽。
權(quán)利要求一種IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括PCB板和設(shè)置在該P(yáng)CB板上的輸入邏輯控制電路、第一、第二IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HCNW3120、第一、第二IGBT過(guò)流故障反饋光耦、分別包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出端的第一、第二功率放大電路、第一、第二IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路和DC/DC電源電路，所述第一、第二IGBT過(guò)流故障反饋光耦為高速光耦，所述輸入邏輯控制電路分別連接所述第一、第二IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HCNW3120和所述第一、第二IGBT過(guò)流故障反饋光耦，所述第一、第二IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HCNW3120分別一一對(duì)應(yīng)連接所述第一、第二功率放大電路，所述第一、第二IGBT過(guò)流故障反饋光耦分別一一對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)連接所述第一、第二IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯控制電路，所述DC/DC電源電路分別連接所述輸入邏輯控制電路、所述第一、第二IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HCNW3120、所述第一、第二IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路和所述第一、第二功率放大電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述IGBT過(guò)流直通邏輯判 斷電路包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)辨識(shí)電路、過(guò)流鎖死電路。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述DC/DC電源電路設(shè) 置在所述PCB板的中部，所述第一 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120、第一 IGBT過(guò)流故障反饋光耦、 第一 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路和第一功率放大電路設(shè)置在所述電源電路上側(cè)的所述 PCB板上，所述第二 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120、第二 IGBT過(guò)流故障反饋光耦、第二 IGBT過(guò)流 直通保護(hù)及邏輯電路和第二功率放大電路設(shè)置在所述電源電路下側(cè)的所述PCB板上。
4 如權(quán)利要求3所述的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述第一IGBT過(guò)流故障反饋 光耦為光耦HC麗4504或光耦HC麗2601，所述第二 IGBT過(guò)流故障反饋光耦為光耦HC麗4504 或光耦HC麗2601。
5. 如權(quán)利要求3所述的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述PCB板包括爬電距 離擴(kuò)大槽，所述爬電距離擴(kuò)大槽位于所述DC/DC電源電路之后、所述第一 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦 HC麗3120、第一 IGBT過(guò)流故障反饋高速光耦、第一 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路、第一功 率放大電路與所述第二 IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HC麗3120、第二 IGBT過(guò)流故障反饋高速光耦、第二 IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路、第二功率放大電路之間。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述PCB板包括爬電距 離擴(kuò)大槽，所述第一功率放大電路與所述第二功率放大電路相鄰布置，所述爬電距離擴(kuò)大 槽位于所述DC/DC電源電路之后、所述第一功率放大電路與所述第二功率放大電路之間。
7. 如權(quán)利要求5所述的IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述爬電距離擴(kuò)大槽為條形 封閉槽或條形U形槽。
專利摘要一種IGBT模塊驅(qū)動(dòng)電路，包括PCB板和設(shè)置在其上的輸入邏輯控制電路、兩片IGBT驅(qū)動(dòng)光耦HCNW3120、兩片IGBT過(guò)流故障反饋高速光耦、兩個(gè)功率放大電路、兩個(gè)IGBT過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路和DC/DC電源電路，輸入邏輯控制電路連接兩片驅(qū)動(dòng)光耦和兩片過(guò)流故障反饋高速光耦，兩片驅(qū)動(dòng)光耦連接兩個(gè)功率放大電路，兩片過(guò)流故障反饋高速光耦連接兩個(gè)過(guò)流直通保護(hù)及邏輯控制電路，電源電路連接輸入邏輯控制電路、兩片驅(qū)動(dòng)光耦、兩個(gè)過(guò)流直通保護(hù)及邏輯電路和兩個(gè)功率放大電路。本實(shí)用新型可靠實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT模塊的過(guò)流直通保護(hù)，并可靠用于高壓大功率IGBT模塊驅(qū)動(dòng)運(yùn)用場(chǎng)合；電路構(gòu)成簡(jiǎn)單可靠，驅(qū)動(dòng)模塊體積小、性價(jià)比優(yōu)越。
文檔編號(hào)H03K17/08GK201536320SQ20092013196
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者廖榮輝, 曾建友 申請(qǐng)人:深圳市禾望電氣有限公司