[发明专利]一种用于IPM的脉冲接口电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于IGBT智能功率模块(IPM)中驱动脉冲的接口电路，属于电力电子领域。

背景技术

随着电力电子技术的发展，IGBT智能功率模块(IPM)的应用越来越广泛，在大功率应用场合中，IGBT在高速开通关断过程中会带来直流侧电压高频毛刺的产生，进而影响到系统供电电源，从而给控制信号带来干扰，现有的应用于IPM接口电路中的脉冲接口电路都是以光耦为核心的，光耦输出信号因为光耦内部三极管压降的存在，使输出的PWM信号低电平不为零，在IPM的应用中，因为IPM输入高点平为2V，低电平为1.5，所以很容易收到干扰，造成IGBT的误关断和误开通，在实际应用中会造成电力电子装置输出波形的畸变，严重时会造成IGBT的损坏，甚至会造成系统的崩溃。此外采用光耦隔离方案的脉冲接口电路会造成PWM信号产生比较大的传输延迟，降低了系统的控制精度。

发明内容

本发明很好的解决了上述现有技术中存在的不足和问题，提供一种脉冲的接口电路，该电路简单方便成本低，同时可以改善抗干扰性能，提高系统的可靠性，减小了PWM信号的传输延迟。

本发明的技术方案如下：

本发明的用于IPM的脉冲接口电路，包括有PWM信号接入端、三极管Q1、三极管Q1的基极电阻R1、脉冲变压器T1，反向串接二极管D1和输出侧整流二极管D2，其特征在于所述中的脉冲电压器为三个绕组，脉冲变压器T1的原边绕组同名端接到5V电源，另一端和三极管Q1串联，三极管Q1的发射极接到输入信号的地(和5V电源为同一个地)，脉冲变压器T1的去磁绕组的同名端和反向二极管D1串联，另一端和原边绕组同名端相连，脉冲变压器T1的输出绕组的同名端和整流二极管D2串联，另一端为输出信号的负端，二极管D2的另一端为输出信号的正端。

本发明的脉冲接口电路，其进一步的技术方案是所述的PWM信号接入幅值为5V，PWM信号接入端与三极管Q1的基极电阻R1连接，电阻R1的大小为33K，电路中的两个二极管均为肖特基二极管。脉冲变压器T1的原边、去磁和负边绕组匝数比为1∶3∶3。

本发明的脉冲接口电路，其进一步的技术方案还可以是在该高压变频器驱动电路的PWM信号接入端并联有一个滤波电容来滤除尖峰电压；再进一步的技术方案是当PWM信号接入幅值为5V时，滤波电容的大小为10PF。

本发明的脉冲接口电路，其进一步的技术方案还可以是所述的脉冲变压器T1的去磁绕组可以在输入PWM信号占空比大于50％时调整匝数以改变输出PWM信号的幅值，以满足各种规格的IPM的需求。

本发明具有以下有益效果：

本发明的脉冲接口电路的输出PWM信号低电平为0，抗干扰性得到大大提高，同时脉冲变压器实现了脉冲隔离功能，提高了系统的可靠性。脉冲变压器的去磁绕组保证输入PWM脉冲信号的占空比在大于50％时，系统仍可以输出对应占空比的PWM信号。常规采用光耦隔离方案的脉冲接口电路信号延迟大于2us，采用本方案后延迟得到大大缩短，进而提高了电力电子装置的控制精度。

附图说明

图1为本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术内容作说明：

如图1所示，本发明的用于IPM的脉冲接口电路，包括有PWM信号接入端、三极管Q1、三极管Q1的基极电阻R1、脉冲变压器T1，反向串接二极管D1和输出侧整流二极管D2，其特征在于所述中的脉冲电压器为三个绕组，脉冲变压器T1的原边绕组同名端接到5V电源，另一端和三极管Q1串联，三极管Q1的发射极接到输入信号的地(和5V电源为同一个地)，脉冲变压器T1的去磁绕组的同名端和反向二极管D1串联，另一端和原边绕组同名端相连，脉冲变压器T1的输出绕组的同名端和整流二极管D2串联，另一端为输出信号的负端，二极管D2的另一端为输出信号的正端。PWM信号接入幅值为5V，PWM信号接入端与三极管Q1的基极电阻R1连接，电阻R1的大小为33K，电路中的两个二极管均为肖特基二极管。脉冲变压器T1的原边、去磁和负边绕组匝数比为1∶3∶3。

当输入PW信号为高电平5V时，三极管Q1基极有电流流过，三极管Q1处于开通状态，5V电压加到脉冲变压器T1的原边绕组上，进而在脉冲变压器T1的负边感应出15V的PWM信号，经二极管D2输出。

当PWM为低电平时，三极管Q1基极无电流流过，所以三极管Q1处于截止状态，脉冲变压器T1的原边绕组为0，进而在脉冲变压器T1的负边感应出-15V的PWM信号，由于此时整流二极管D2处于截止状态，输出的PWM信号为低电平。