專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，特別涉及一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
IGBT的驅(qū)動(dòng)電路是實(shí)現(xiàn)其高效，可靠運(yùn)行的難點(diǎn)和關(guān)鍵，針對(duì)IGBT開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)， 一些優(yōu)秀的驅(qū)動(dòng)集成電路已經(jīng)成功應(yīng)用，如頂2110，EXB841等。當(dāng)控制電路和功率器件不需要電氣隔離時(shí)，采用頂2110可以滿(mǎn)足要求。當(dāng)控制電路和功率器件需要電氣隔離時(shí)，采用含有光電耦合器的EXB841或者脈沖變壓器方式均可實(shí)現(xiàn)，光電耦合器的主要缺點(diǎn)是存在較大的延遲時(shí)間以及電氣隔離能力有限，而脈沖變壓器的主要缺點(diǎn)是體積較大。驅(qū)動(dòng)集成電路的過(guò)流保護(hù)一般是通過(guò)檢測(cè)集電極-發(fā)射極導(dǎo)通壓降實(shí)現(xiàn)的，這時(shí)IGBT—般已經(jīng)進(jìn)入深度過(guò)流狀態(tài)，極易導(dǎo)致IGBT損壞。目前的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，一般是針對(duì)單個(gè)IGBT設(shè)計(jì)的，充電IGBT電路與放電IGBT 電路極容易同時(shí)導(dǎo)通，造成短路，這樣的驅(qū)動(dòng)電路用于Marx高壓發(fā)生器其抗干擾能力很差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為了解決針對(duì)單個(gè)IGBT設(shè)計(jì)的Marx高壓發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路抗干擾能力差的問(wèn)題，提供一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明的一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，它包括充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路、放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路、功率放大電路、高壓隔離電路、過(guò)流保護(hù)電路和下拉電路， 充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路的第一信號(hào)輸出端和功率放大電路的第一信號(hào)輸入端連接，放電 IGBT信號(hào)發(fā)生電路的第一信號(hào)輸出端和功率放大電路的第二信號(hào)輸入端連接，放電IGBT 信號(hào)發(fā)生電路的第二信號(hào)輸出端與下拉電路的信號(hào)輸入端連接，下拉電路的信號(hào)輸出端與充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路的第一信號(hào)輸入端和放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路的第三信號(hào)輸入端連接；充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路的第二信號(hào)輸出端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路的第一信號(hào)輸入端連接；功率放大電路的第一信號(hào)輸出端與高壓隔離電路的第一信號(hào)輸入端連接，功率放大電路的第二信號(hào)輸出端與高壓隔離電路的第二信號(hào)輸入端連接；過(guò)流保護(hù)電路的信號(hào)輸出端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路的第二信號(hào)輸入端連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于針對(duì)Marx電路的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)IGBT的可靠控制，充電IGBT 驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)使充電IGBT誤導(dǎo)通的可能性被抑制，提高了 Marx高壓發(fā)生器的工作穩(wěn)定性，使其具備較強(qiáng)的抗干擾能力；直接檢測(cè)脈沖高壓輸出電流，保護(hù)電路反應(yīng)速度快，IGBT關(guān)斷可靠；下拉電路可以在不增加額外元件和控制電路的情況下實(shí)現(xiàn)脈沖高壓下降沿下拉。


圖1虛線(xiàn)框內(nèi)為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2虛線(xiàn)框內(nèi)為本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)的電路原理圖。圖3為圖2所示的電路原理圖中脈沖信號(hào)時(shí)序關(guān)系圖。圖4為圖2所示的電路原理圖中的充電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形圖。其中a表示a脈沖，b表示b脈沖。圖5為圖2所示的電路原理圖中的放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形圖。圖6為圖2所示的電路原理圖驅(qū)動(dòng)作用下，Marx高壓發(fā)生器在正常工作狀態(tài)d及短路情況c發(fā)生時(shí)的脈沖電壓波形圖。圖7為圖2所示的電路原理圖驅(qū)動(dòng)作用下，Marx高壓發(fā)生器在正常工作狀態(tài)d及短路情況c發(fā)生時(shí)的脈沖電流波形圖。圖8為圖2所示的電路原理圖驅(qū)動(dòng)作用下，Marx高壓發(fā)生器在正常工作狀態(tài)d及短路情況c發(fā)生時(shí)的放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形圖。圖9為圖2所示的電路原理圖驅(qū)動(dòng)作用下，Marx高壓發(fā)生器在容性負(fù)載下沒(méi)有采用下拉電路f和采用下拉電路e時(shí)的脈沖電壓波形圖。圖10為圖2所示的電路原理圖驅(qū)動(dòng)作用下，Marx高壓發(fā)生器在容性負(fù)載下沒(méi)有采用下拉電路f和采用下拉電路e時(shí)的脈沖電流波形圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本發(fā)明的一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，它包括充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1、放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2、功率放大電路3、高壓隔離電路4、過(guò)流保護(hù)電路5和下拉電路6 ；充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1的第一信號(hào)輸出端和功率放大電路3的第一信號(hào)輸入端連接，放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2的第一信號(hào)輸出端和功率放大電路3的第二信號(hào)輸入端連接，放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2的第二信號(hào)輸出端與下拉電路6的信號(hào)輸入端連接，下拉電路6的信號(hào)輸出端與充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1的第一信號(hào)輸入端和放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2的第三信號(hào)輸入端連接；充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1的第二信號(hào)輸出端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2的第一信號(hào)輸入端連接；功率放大電路3的第一信號(hào)輸出端與高壓隔離電路4的第一信號(hào)輸入端連接，功率放大電路3 的第二信號(hào)輸出端與高壓隔離電路4的第二信號(hào)輸入端連接；過(guò)流保護(hù)電路5的信號(hào)輸出端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2的第二信號(hào)輸入端連接。充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1用于產(chǎn)生與控制信號(hào)同頻率的充電IGBT脈沖信號(hào)；控制信號(hào)與充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1的第二輸入端連接，高壓隔離電路4的第一信號(hào)輸出端輸出充電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)給充電IGBT驅(qū)動(dòng)輸出電路的輸入端，高壓隔離電路4 的第二信號(hào)輸出端輸出放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)給放電IGBT驅(qū)動(dòng)輸出電路的輸入端。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是它的充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1包括比較器LM393、芯片⑶4098-1、芯片⑶4098-2、電阻 R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容Cl、電容C2、電容C3、 電容C4 ；電阻R8的一端與下拉電路的信號(hào)輸出端連接，比較器LM393的信號(hào)正向輸入端與電阻R7的一端和電阻R8的另一端連接，比較器LM393的信號(hào)反向輸入端與滑動(dòng)電阻 Rl的滑動(dòng)端連接，滑動(dòng)電阻Rl的一端接地，滑動(dòng)電阻Rl的另一端、電阻R2的一端、電阻R3的一端、電阻R4的一端和比較器LM393的信號(hào)正向電源供電端接VCC，比較器LM393的信號(hào)輸出端和電阻R2的另一端與芯片⑶4098-1的+Trl端連接，電阻R3的另一端與電容 Cl的一端和芯片⑶4098-1的RCl端連接，電容Cl的另一端與芯片⑶4098-1的Cl端連接，比較器LM393的信號(hào)負(fù)向電源供電端接地，芯片⑶4098-1的C2端與電容C2的一端連接，芯片⑶4098-1的RC2端與電容C2的另一端和電阻R4的另一端連接，芯片⑶4098-1 的Rl端、-Trl端和R2端接VCC，芯片CD4098-1的Ql端與CD4098-1的_Tr2端連接；芯片 ⑶4098-1的Ql端和芯片⑶4098-1的Q2端作為充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1的第一信號(hào)輸出端；CD4098-1的Q2端與芯片CD4098-2的+Trl端連接，芯片CD4098-2的RCl端與電阻R5的一端和電容C3的一端連接，電容C3的另一端與芯片⑶4098-2的Cl端連接，電阻 R5的另一端與電阻R6的一端接VCC，電阻R6的另一端與芯片CD4098-2的RC2端和電容C4 的一端連接，電容C4的另一端與芯片CD4098-2的C2端連接，芯片CD4098-2的Rl端、-Trl 端和R2端接VCC，芯片CD4098-2的Ql端與芯片CD4098-2的_Tr2端連接；芯片CD4098-2 的Q2端作為充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1的第二信號(hào)輸出端。芯片⑶4098-1的Ql端輸出第一路脈沖信號(hào)；芯片⑶4098-1的Q2端輸出第二路脈沖信號(hào)。第一路脈沖信號(hào)，用于產(chǎn)生充電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正向脈沖；第二路脈沖信號(hào)，用于產(chǎn)生充電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)向脈沖。第一路脈沖信號(hào)與控制信號(hào)同頻率，包括兩個(gè)脈沖，分別為第一脈沖和第二脈沖。第二路脈沖信號(hào)是由第一路脈沖信號(hào)觸發(fā)產(chǎn)生的，有兩個(gè)脈沖，分別為第三脈沖和第四脈沖，且第三脈沖和第四脈沖的上升沿分別與第一脈沖和第二脈沖的下降沿同步?？刂菩盘?hào)通過(guò)電阻R7連接到LM393的信號(hào)正向輸入端，下拉電路的輸出端通過(guò)R8 連接到LM393的信號(hào)正向輸入端，LM393的信號(hào)輸出端與芯片⑶4098-1的+Trl端相連接， 當(dāng)控制信號(hào)脈沖到來(lái)時(shí)，LM393信號(hào)輸出端由低電平躍變到高電平，則芯片CD4098-1的Ql 端輸出第一脈沖，其脈沖寬度由電阻R3和電容Cl決定。芯片⑶4098-1的Ql端連接到芯片⑶4098-1的-Tr2端，使芯片⑶4098-1的Q2端輸出第三脈沖，其脈沖寬度由電阻R4和電容C2決定。芯片⑶4098-1的Q2端連接到芯片⑶4098-2的+Trl端，則第三脈沖的上升沿觸發(fā)芯片⑶4098-2的Ql端產(chǎn)生脈沖信號(hào)，其脈沖寬度由電阻R5和電容C3決定；芯片 CD4098-2的Ql端連接到芯片CD4098-2的_Tr2端，觸發(fā)芯片CD4098-2的Q2端產(chǎn)生脈沖信號(hào)，其脈沖寬度由電阻R6和電容C4決定。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是它的放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2包括芯片⑶4098-3、NPN型三極管Q1、NPN型三極管Q3、 PNP型三極管Q4、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電容C7和電容C8 ；電阻R13的一端與充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1的第二信號(hào)輸出端連接，電阻R13 的另一端與芯片CD4098-3的+Trl端和NPN型三極管Ql的集電極連接，芯片CD4098-3的 RCl端與電阻Rll的一端和電容C7的一端連接，電容C7的另一端與芯片⑶4098-3的Cl 端連接，電阻Rll的另一端與電阻R12的一端連接VCC，電阻R12的另一端與芯片⑶4098-3 的RC2端和電容C8的一端連接，電容C8的另一端與芯片⑶4098-3的C2端連接，芯片CD4098-3的Rl端、-Trl端和R2端接VCC，NPN型三極管Ql的發(fā)射極接地，NPN型三極管 Ql的基極與電阻R14的一端連接，電阻R14的另一端與下拉電路6的信號(hào)輸出端連接，芯片 ⑶4098-3的Ql端與電阻R16的一端連接，電阻R16的另一端與過(guò)流保護(hù)電路5的信號(hào)輸出端、NPN型三極管Q3的基極和PNP型三極管Q4的基極連接，芯片CD4098-3的_Tr2端與 NPN型三極管Q3的發(fā)射極和PNP型三極管Q4的發(fā)射極連接，NPN型三極管Q3的集電極接 VCCjNPN型三極管Q3的集電極接地；芯片CD4098-3的_Tr2端和芯片CD4098-3的Q2端作為放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2的第一信號(hào)輸出端；芯片⑶4098-3的Q2端作為放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2的第二信號(hào)輸出端。放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2用于產(chǎn)生與充電IGBT脈沖信號(hào)同頻率的放電IGBT脈沖信號(hào)；第三路脈沖信號(hào)，用于產(chǎn)生放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正向脈沖；第四路脈沖信號(hào)，用于產(chǎn)生放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)向脈沖。第三路脈沖信號(hào)有一個(gè)脈沖，與第二路脈沖信號(hào)同頻率，由第二路脈沖信號(hào)間接觸發(fā)產(chǎn)生。芯片CD4098-2的Q2端與電阻R13 —端相連接，其上升沿觸發(fā)芯片CD4098-3 的_Tr2端輸出第三路脈沖信號(hào)，其脈沖寬度由電阻Rll和電容C7決定。芯片⑶4098-3的 Ql端通過(guò)電阻R16，NPN型三極管Q3及PNP型三極管Q4功率放大后連接到芯片CD4098-3 的-Tr2端，觸發(fā)芯片⑶4098-3的Q2端產(chǎn)生第四路脈沖信號(hào)，其脈沖寬度由電阻R12和電容C8決定。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是它的過(guò)流保護(hù)電路5包括電阻R15、NPN型三極管Q2 ；電阻R15的一端與NPN型三極管Q2的基極連接，NPN型三極管Q2的發(fā)射極接地， NPN型三極管Q2的集電極作為過(guò)流保護(hù)電路5的信號(hào)輸出端。過(guò)流信號(hào)的正向輸出端與電阻R15的另一端連接，過(guò)流信號(hào)的負(fù)向輸出端接地。當(dāng)過(guò)流情況發(fā)生時(shí)，過(guò)流信號(hào)通過(guò)R15使NPN型三極管Q2導(dǎo)通，NPN型三極管Q2 的集電極變?yōu)榈碗娢?，使放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2中的NPN型三極管Q3截止，PNP型三極管Q4導(dǎo)通，第三路脈沖信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，第四路脈沖信號(hào)變?yōu)楦唠娖健?br> 具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是它的下拉電路6包括芯片⑶4098-4、電阻R9、電阻R10、電容C5和電容C6 ；芯片CD4098-4的+Trl端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2的芯片CD4098-3的Q2端連接；芯片⑶4098-4的RCl端與電阻R9的一端和電容C5的一端連接，電容C5的另一端與芯片⑶4098-4的Cl端連接，電阻R9的另一端和電阻RlO的一端接VCC，電阻RlO的另一端與芯片CD4098-4的RC2端和電容C6的一端連接，電容C6的另一端與芯片CD4098-4的 C2端連接，芯片CD4098-4的Rl端、-Trl端和R2端接VCC，芯片CD4098-4的Ql端與芯片 CD4098-4的-Tr2端連接；芯片CD4098-4的Q2端作為下拉電路6的信號(hào)輸出端。放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2中的芯片CD4098-3的Q2端與芯片CD4098-4的+Trl 端相連接，使芯片⑶4098-4的Ql端產(chǎn)生方波脈沖，其脈沖寬度由電阻R9和電容C5決定， 芯片CD4098-4的Ql端與芯片CD4098-4的_Tr2相連接，使芯片CD4098-4的Q2端產(chǎn)生方波脈沖，其脈沖寬度由電阻RlO和電容C6決定。芯片⑶4098-4的Q2端同時(shí)連接充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1和放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2。芯片⑶4098-4的Q2端與充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1中的電阻R8相連接，使其產(chǎn)生第二脈沖和第四脈沖，其產(chǎn)生原理與控制信號(hào)輸入到充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1時(shí)是一致的；芯片⑶4098-4的Q2端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路2中的電阻R14相連接，這時(shí)NPN型三極管Ql導(dǎo)通，使芯片⑶4098-3的+Trl端處于低電位，屏蔽了充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路1中芯片⑶4098-2的Q2端產(chǎn)生的第四脈沖對(duì)芯片 CD4098-3的Ql端的觸發(fā)作用，使芯片CD4098-3的Ql端維持在低電位。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是功率放大電路3為全橋式放大電路。功率放大電路3將充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路的第一信號(hào)輸出端的信號(hào)放大，將第一路脈沖信號(hào)和第二路脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成第五路脈沖信號(hào)，其中第一路脈沖信號(hào)中的兩個(gè)脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖，第二路脈沖信號(hào)中的兩個(gè)脈沖轉(zhuǎn)換成負(fù)脈沖；功率放大電路3將放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路的第一信號(hào)輸出端的信號(hào)放大，將第三路脈沖信號(hào)和第四路脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成第六路脈沖信號(hào)，其中第三路脈沖信號(hào)中的一個(gè)脈沖轉(zhuǎn)換為正脈沖，第四路脈沖信號(hào)中的一個(gè)脈沖轉(zhuǎn)換成負(fù)脈沖。高壓隔離電路4將第五路脈沖信號(hào)高壓隔離傳輸?shù)匠潆奍GBT電路的輸入端；高壓隔離電路4將第六路脈沖信號(hào)高壓隔離傳輸?shù)椒烹奍GBT電路的輸入端。第一路脈沖信號(hào)和第二路脈沖信號(hào)通過(guò)功率放大電路3產(chǎn)生了第五路脈沖信號(hào)， 第三路脈沖信號(hào)和第四路脈沖信號(hào)通過(guò)功率放大電路3產(chǎn)生了第六路脈沖信號(hào)；第三路脈沖信號(hào)的上升沿處于第三脈沖的高電位期間，這樣在高壓脈沖輸出瞬時(shí)，充電IGBT處于負(fù)脈沖柵壓狀態(tài)，降低了其在電磁干擾下誤導(dǎo)通的可能性；第二脈沖在第三路脈沖下降沿之后產(chǎn)生，可實(shí)現(xiàn)脈沖高壓“拖尾”下拉。充電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形包括脈沖a和脈沖b，脈沖a主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)Marx高壓發(fā)生器中儲(chǔ)能電容的并聯(lián)充電，脈沖b主要用于脈沖高壓“拖尾”的下拉。放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形包括一個(gè)正脈沖和一個(gè)負(fù)脈沖。在放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿瞬間，高壓脈沖產(chǎn)生，其電磁發(fā)射使脈沖a產(chǎn)生了毛刺振蕩電壓，該電壓使充電IGBT 誤導(dǎo)通的可能性被負(fù)柵壓抑制，提高了 Marx高壓發(fā)生器的工作穩(wěn)定性；放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)由正電壓轉(zhuǎn)變到負(fù)電壓后，脈沖b產(chǎn)生，在放電IGBT已經(jīng)可靠關(guān)斷的情況下實(shí)現(xiàn)脈沖高壓 “拖尾”下拉。正常工作狀態(tài)下，脈沖電壓在放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正脈沖區(qū)間產(chǎn)生，在負(fù)脈沖來(lái)臨時(shí)刻消失。負(fù)載被短路時(shí)，負(fù)載兩端電壓迅速下降到零。正常工作狀態(tài)下，脈沖電流在放電IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正脈沖區(qū)間產(chǎn)生，在負(fù)脈沖來(lái)臨時(shí)刻消失。負(fù)載被短路時(shí)，脈沖電流迅速增加，當(dāng)其超過(guò)過(guò)流保護(hù)電流設(shè)定值時(shí)，過(guò)流保護(hù)電路5啟動(dòng)，關(guān)斷放電IGBT，抑制短路脈沖電流的持續(xù)上漲。負(fù)載被短路時(shí)，過(guò)流保護(hù)電路5啟動(dòng)，使放電IGBT脈沖信號(hào)迅速由正脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)脈沖，保證放電IGBT的可靠關(guān)斷。Marx高壓發(fā)生器在容性負(fù)載條件下，沒(méi)有采用下拉電路6時(shí)輸出脈沖電壓波形下降沿很長(zhǎng)；采用下拉電路6時(shí)，輸出脈沖電壓波形的下降沿時(shí)間大大縮短。Marx高壓發(fā)生器在容性負(fù)載條件下，沒(méi)有采用下拉電路6時(shí)的輸出脈沖電流輸出脈沖電壓的下降沿階段緩慢下降到零；采用下拉電路6時(shí)，容性負(fù)載的反向放電電流非常明顯。
雖然本發(fā)明已通過(guò)以上實(shí)施例描述，但并非用以限定本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做出各種改進(jìn)和變化。因此，本發(fā)明意圖覆蓋所有落入所附權(quán)利要求書(shū)及其等同物的范圍之內(nèi)的改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，它包括充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路(1)、 放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路O)、功率放大電路(3)、高壓隔離電路G)、過(guò)流保護(hù)電路(5)和下拉電路(6)，其特征在于充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路(1)的第一信號(hào)輸出端和功率放大電路 (3)的第一信號(hào)輸入端連接，放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路O)的第一信號(hào)輸出端和功率放大電路(3)的第二信號(hào)輸入端連接，放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路( 的第二信號(hào)輸出端與下拉電路 (6)的信號(hào)輸入端連接，下拉電路(6)的信號(hào)輸出端與充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路(1)的第一信號(hào)輸入端和放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路O)的第三信號(hào)輸入端連接；充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路(1)的第二信號(hào)輸出端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路( 的第一信號(hào)輸入端連接；功率放大電路⑶的第一信號(hào)輸出端與高壓隔離電路⑷的第一信號(hào)輸入端連接，功率放大電路(3) 的第二信號(hào)輸出端與高壓隔離電路的第二信號(hào)輸入端連接；過(guò)流保護(hù)電路(5)的信號(hào)輸出端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路O)的第二信號(hào)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它的充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路(1)包括比較器LM393、芯片⑶4098-1、芯片⑶4098-2、滑動(dòng)電阻 R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容Cl、電容C2、電容C3、 電容C4 ；電阻R8的一端與下拉電路(6)的信號(hào)輸出端連接，比較器LM393的信號(hào)正向輸入端與電阻R7的一端和電阻R8的另一端連接，比較器LM393的信號(hào)反向輸入端與滑動(dòng)電阻 Rl的滑動(dòng)端連接，滑動(dòng)電阻Rl的一端接地，滑動(dòng)電阻Rl的另一端、電阻R2的一端、電阻 R3的一端、電阻R4的一端和比較器LM393的信號(hào)正向電源供電端接VCC，比較器LM393的信號(hào)輸出端和電阻R2的另一端與芯片⑶4098-1的+Trl端連接，電阻R3的另一端與電容 Cl的一端和芯片⑶4098-1的RCl端連接，電容Cl的另一端與芯片⑶4098-1的Cl端連接，比較器LM393的信號(hào)負(fù)向電源供電端接地，芯片⑶4098-1的C2端與電容C2的一端連接，芯片⑶4098-1的RC2端與電容C2的另一端和電阻R4的另一端連接，芯片⑶4098-1 的Rl端、-Trl端和R2端接VCC，芯片CD4098-1的Ql端與CD4098-1的_Tr2端連接；芯片 ⑶4098-1的Ql端和芯片⑶4098-1的Q2端作為充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路(1)的第一信號(hào)輸出端；CD4098-1的Q2端與芯片CD4098-2的+Trl端連接，芯片CD4098-2的RCl端與電阻R5 的一端和電容C3的一端連接，電容C3的另一端與芯片⑶4098-2的Cl端連接，電阻R5的另一端與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端與芯片⑶4098-2的RC2端和電容C4的一端連接，電容C4的另一端與芯片CD4098-2的C2端連接，芯片CD4098-2的Rl端、-Trl端和R2端接VCC，芯片CD4098-2的Ql端與芯片CD4098-2的_Tr2端連接；芯片CD4098-2的 Q2端作為充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路(1)的第二信號(hào)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它的放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路( 包括芯片CD4098-3、NPN型三極管Q1、NPN型三極管Q3、PNP 型三極管Q4、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電容C7和電容C8 ；電阻R13的一端與充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路(1)的第二信號(hào)輸出端連接，電阻R13的另一端與芯片CD4098-3的+Trl端和NPN型三極管Ql的集電極連接，芯片CD4098-3的RCl端與電阻的一端和電容C7的一端連接，電容C7的另一端與芯片⑶4098-3的Cl端連接， 電阻Rll的另一端與電阻R12的一端連接VCC，電阻R12的另一端與芯片⑶4098-3的RC2端和電容C8的一端連接，電容C8的另一端與芯片⑶4098-3的C2端連接，芯片⑶4098-3 的Rl端、-Trl端和R2端接VCC，NPN型三極管Ql的發(fā)射極接地，NPN型三極管Ql的基極與電阻R14的一端連接，電阻R14的另一端與下拉電路(6)的信號(hào)輸出端連接，芯片⑶4098-3 的Ql端與電阻R16的一端連接，電阻R16的另一端與過(guò)流保護(hù)電路(5)的信號(hào)輸出端、NPN 型三極管Q3的基極和PNP型三極管Q4的基極連接，芯片CD4098-3的_Tr2端與NPN型三極管Q3的發(fā)射極和PNP型三極管Q4的發(fā)射極連接，NPN型三極管Q3的集電極接VCC，NPN 型三極管Q3的集電極接地；芯片CD4098-3的_Tr2端和芯片CD4098-3的Q2端作為放電 IGBT信號(hào)發(fā)生電路O)的第一信號(hào)輸出端；芯片⑶4098-3的Q2端作為放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路O)的第二信號(hào)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它的過(guò)流保護(hù)電路(5)包括電阻R15、NPN型三極管Q2 ；電阻R15的一端與NPN型三極管Q2的基極連接，NPN型三極管Q2的發(fā)射極接地，NPN 型三極管Q2的集電極作為過(guò)流保護(hù)電路(5)的信號(hào)輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它的下拉電路(6)包括芯片CD4098-4、電阻R9、電阻R10、電容C5和電容C6 ；芯片CD4098-4的+Trl端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路O)的芯片CD4098-3的Q2端連接；芯片⑶4098-4的RCl端與電阻R9的一端和電容C5的一端連接，電容C5的另一端與芯片⑶4098-4的Cl端連接，電阻R9的另一端和電阻RlO的一端接VCC，電阻RlO的另一端與芯片CD4098-4的RC2端和電容C6的一端連接，電容C6的另一端與芯片CD4098-4的 C2端連接，芯片CD4098-4的Rl端、-Trl端和R2端接VCC，芯片CD4098-4的Ql端與芯片 CD4098-4的-Tr2端連接；芯片CD4098-4的Q2端作為下拉電路(6)的信號(hào)輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于它的功率放大電路(3)為全橋式放大電路。
全文摘要
一種用于Marx高壓發(fā)生器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路，涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，為了解決針對(duì)單個(gè)IGBT設(shè)計(jì)的Marx高壓發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路抗干擾能力差的問(wèn)題。充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路第一輸出端和功率放大電路第一輸入端連接，放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路第一輸出端和功率放大電路第二輸入端連接，放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路第二輸出端與下拉電路輸入端連接，下拉電路輸出端與充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路第一輸入端和放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路第三輸入端連接；充電IGBT信號(hào)發(fā)生電路第二輸出端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路第一輸入端連接；功率放大電路第一輸出端與高壓隔離電路第一輸入端連接，功率放大電路第二輸出端與高壓隔離電路第二輸入端連接；過(guò)流保護(hù)電路輸出端與放電IGBT信號(hào)發(fā)生電路第二輸入端連接。它用于驅(qū)動(dòng)Marx高壓發(fā)生器的IGBT電路。
文檔編號(hào)H03K3/02GK102522964SQ20121000202
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者鞏春志, 田修波, 石經(jīng)緯 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)