[发明专利]一种IGBT驱动电路

说明书

技术领域

 本发明涉及电源控制技术领域，尤其涉及一种IGBT驱动电路。

背景技术

众所周知，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)在运行过程中会有导通损耗和开关损耗发生，这些功耗通常表现为热，必须采用散热器将这些热量从功率器件传导到外部环境，如果散热器设计不当，则这些功率器件将因过热而可能导致损坏，所以在许多应用中，IGBT的最大可输出功率往往受到热设计的限制。

通常，IGBT的总平均损耗P_T=Psat+Psw，其中Psat为IGBT的通态损耗，Psw为IGBT的开关损耗。

因此，减少IGBT损耗的办法是降低IGBT 通态损耗或者开关损耗，而通态损耗一般由IGBT自身的饱和压降Vce和流过其Ic电流决定，我们可以选择较小饱和压降的IGBT来降低通态损耗，但较小的饱和压降的IGBT的抗短路电流能力却很弱。

另一方面，因此可尝试降低IGBT的开关损耗。而IGBT的驱动电阻Rg就是影响IGBT开关损耗的重要因素之一，Rg越小，IGBT栅极电容放电越快，开关时间越快，开关损耗就越低；相反，Rg越大，开关时间就越慢，开关损耗就越大。

然而，在另一方面，Rg较小时，IGBT开通和关断时的di/dt（电流变化量）和dv/dt（电压变化量）变大，影响IGBT的可靠工作，严重时可引起IGBT误导通。加大Rg会增加开关损耗，但却可以降低开关时的 dv/dt和di/dt。目前应用中，大多数采用的是折中的办法进行改善，即采用不同的开通电阻Ron和关断电阻Roff来实现降低开关损耗和抑制dv/dt。

如图1所示，采用不同的Rg1和Rg2作为开通电阻和关断电阻实现不同的开通时间和关断时间，因IGBT的特性往往是开通时间小于关断时间，所以一般Rg1会大于Rg2，从而增加开通时间，减小关断时间，防止IGBT上下共同导通，Rg2的减小就会降小关断时间，所以关断损耗会相应降低。

但这种电路中，Rg2不能太小，否则IGBT关断时的dv/dt会很高，必须借助于外部的多种吸收电路方能完成过电压的抑制，不够方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种能够快速实现IGBT快速关断，并且抑制IGBT的电压变化量过大的IGBT驱动电路。

一种IGBT驱动电路，包括：开通电阻、关断电阻和开关输入电路，其中，所述关断电阻的电阻值小于所述开通电阻的阻值；所述开关输入电路通过所述开通电阻连接至IGBT的栅极；所述关断电阻一端连接至IGBT的栅极。所述IGBT驱动电路还包括互相连接的过电压检测电路和快速关断控制电路；所述过电压检测电路连接所述IGBT的集电极，检测所述IGBT的集电极电压；所述快速关断控制电路连接所述关断电阻的另一端。当所述开关输入电路输入导通电平时，所述快速关断控制电路控制所述关断电阻的另一端断开连接；当所述开关输入电路输入关断电平时，所述快速关断控制电路控制所述关断电阻的另一端接地；当所述过电压检测电路检测的所述IGBT的集电极电压高于预设值时，所述快速关断控制电路控制所述关断电阻的另一端断开连接。

一种IGBT驱动电路，包括：开通电阻、关断电阻和开关输入电路，其中，所述关断电阻的电阻值小于所述开通电阻的阻值；所述开关输入电路通过所述开通电阻连接至IGBT的栅极；所述关断电阻一端连接至IGBT的栅极。所述IGBT驱动电路还包括互相连接的过电压检测电路和快速关断控制电路；所述过电压检测电路连接所述IGBT的集电极，检测所述IGBT的集电极电压；所述快速关断控制电路连接所述关断电阻的另一端。所述快速关断控制电路包括：NPN三极管和N型场效晶体管、第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管；所述NPN三极管的基极依次通过所述第一二极管的阴极、阳极、第一电阻和所述开通电阻连接所述IGBT的栅极，所述NPN三极管的发射极接地，其集电极依次通过所述第二二极管的阳极、阴极连接所述N型场效晶体管的栅极；所述第二二极管的阳极通过第二电阻连接电源；所述N型场效晶体管的漏极通过所述关断电阻连接所述IGBT的栅极，所述N型场效晶体管的源极接地。所述过电压检测电路包括：比较器、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第三二极管。所述比较器的反相端连接基准电压，所述比较器的同相端通过第三电阻连接所述IGBT的集电极，并通过第四电阻接地，所述比较器的输出端依次通过所述第三二极管的阳极、阴极连接至所述NPN三极管的基极；所述第三二极管的阳极通过第五电阻连接电源。