[实用新型]一种IGBT驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及IGBT控制技术领域，尤其涉及IGBT驱动保护模块

背景技术

IGBT(绝缘栅双极晶体管)作为一种既有功率MOSFET的高速交换功能，又有双极型晶体管的处理高电压、大电流的能力的新型元件，其应用也来越广泛。

而驱动电路的设计决定着能否正常的元件的性能。此外，IGBT模块可能由于过电压、过电流等异常情况而受损。IGBT的门极驱动电路影响IGBT器件的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路电流能力等参数，决定了IGBT器件的静态与动态特性。所以，IGBT保护电路的合理设计也至关重要。

目前现有的IGBT驱动电路多数基于驱动芯片EXB841，EX841高速驱动保护模块为15脚单列直插式结构，是一种典型的适用于300A以下的IGBT的专用驱动芯片，采用高隔离电压光耦合器作为信号隔离，具有单电源、正负偏压、过流检测、保护、软关断等主要特性。工作电源为独立电源20±1V，内部含有稳压电路，为ICBT的栅极提供+15V的驱动电压，关断时提供-5V的偏置电压，使其可靠关断。当脚15和脚14有10mA电流通过时，脚3输出高电平而使IGBT在1μs内导通；而当脚15和脚14无电流通过时，脚3输出低电平使IGBT关断；若ICBT导通时因承受短路电流而退出饱和，Vce迅速上升，脚6悬空，脚3电位在短路后约3.5μs后才开始软关断。

然而，传统的EXB841驱动模块存在一些缺点：首先，EXB841过流保护阀值过高，Vce大于7V时触发动作，IGBT在正常导通时集射压降为3V，当Vce＝7.5V时，IGBT已经严重过流，即使此时关断IGBT，也极有可能使IGBT损坏。同时，由于此时EXB841内部没有锁定输入信号的功能，因此，过流还会进一步损坏EXB841；其次，EXB841在实现正常关断时仅能提供-5V偏压，在开关频率较高、负载过大时，关断过程不可靠；再次，EXB841无过流保护自锁功能，在短路保护时其栅压的软关断过程可能被输入的关断信号所打断。

现有的改进措施仍然存在几点不足：1.一些设计并不能从根本上解决EXB841驱动模块的以上几个缺点；2.一些设计虽然能够在一定程度上较好的克服EXB841驱动模块的固有的缺点，但电路的连接过于复杂，制作的成本过高，导致在实际应用环节缺乏可行性，也不能很好的解决实际问题。

实用新型的内容

本实用新型采用基于EXB841驱动芯片的驱动保护电路作为IGBT的驱动保护模块，不仅能够有效地控制IGBT器件的开启和关断、实现对IGBT器件和EXB841驱动芯片的保护，同时，通过对驱动保护模块电路的改进，也能较好的克服EXB841芯片的上述几个缺点，而且电路设计简单，成本低廉，易于维护。

本实用新型是通过以下措施实现的：

本实用新型的一种IGBT驱动电路，所述驱动电路由用于供电的电源模块和用于驱动IGBT的驱动保护模块组成，电源模块包括UC3845芯片，驱动保护模块包括EXB841芯片，所述电源模块设置有+20V和+12V的直流电压输出端，所述+20V和+12V的直流电压输出端连接驱动保护模块的电压输入端。

上述EXB841芯片U2的1脚通过电解电容C14接地，EXB841芯片U2的2脚通过电解电容C15接地，EXB841芯片U2的6脚接二极管V9的正极，二极管V9的负极与IGBT的集电极相连接。

上述EXB841芯片U2的同相输入端15脚接发光二极管V8的负极，发光二极管V8的正极通过电阻R21接+12V电压输入端。

上述EXB841芯片U2的驱动信号输出端通过电阻R17与IGBT的栅极相连接。

本实用新型具有的优点和效果是：

本实用新型设计的驱动电路有较强的动态驱动能力，能为IGBT器件栅极提供具有陡峭前后沿的驱动脉冲，同时向IGBT器件提供适当的正向栅压和反向栅 压。做到了信号输入回路与信号输出回路的有效隔离，提高了电路正常工作时的安全性。采用的元器件速度快，稳定性高，输入输出信号传输无延时，能达到较高的应用要求。在出现短路、过流等意外情况时，能够发出保护信号，控制驱动保护模块对IGBT器件和相关电路进行保护，在保护过程中，能在IGBT器件允许时间内通过逐渐降低栅压自动抑制故障电流，实现IGBT器件的软关断。另外，整个电路简洁明了，元器件价格低廉，易于维护，十分适合于实际应用领域。

附图说明

图1为本实用新型实施例中IGBT驱动电路结构框图

图2为本实用新型实施例中基于UC3845的开关电源模块的工作电路原理图