[发明专利]一种IGBT驱动推挽电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种IGBT驱动电路，特别涉及IGBT驱动中的推挽电路。 

背景技术

随着电动汽车，太阳能发电，风力发电等新能源产业的快速发展，绝缘栅双极型晶体管IGBT作为其变换的核心元件扮演着重要的角色，而大功率IGBT可靠工作的前提必须具备高性能的IGBT驱动电路，虽然目前市场上出现了很多驱动芯片来直接驱动IGBT，但对于大功率的IGBT而言，常常需要外加推挽电路来提供IGBT模块开通关断所需要的电荷。 

目前常用的驱动电路如图1所示。其中U1为驱动芯片如HCPL-316J或ACPL-38JT，EXB841等，实现弱电控制信号与推挽电路的连接，其中驱动芯片的PWM输出为Vout，外接由NPN三极管Q1和PNP三极管Q2组成的推挽电路。NPN三极管Q1的发射极e1与PNP三极管的发射极e2连接为一点并与电阻R1连接，其中R1即作为充电电阻也作为放电电阻使用。 

为了能够单独控制充电电流和放电电流，又演变出了另一种推挽电路如图2所示。NPN三极管Q1的发射极e1与第二充电电阻R3的一端相连接，第二充电电阻R3的另一端与第二放电电阻R4的一端相连接，第二放电电阻R4的另一端与PNP三极管Q2的发射极e2相连接。此种方法中R3作为IGBT导通时的充电电阻，R4作为IGBT关断时的放电电阻，单独调节R3和R4的大小就可以改变IGBT的充电电流和放电电流。 

发明内容

本发明的目的是克服目前的IGBT推挽驱动电路中充放电电流尖峰小，NPN三极管和PNP三极管损耗过大的问题缺点，增大充放电的电流尖峰，提高IGBT的开通和关断速度，降低IGBT的开关损耗，以及降低NPN和PNP三级管的损 耗，本发明提出一种新的IGBT驱动推挽拓扑。 

本发明IGBT驱动推挽电路，在IGBT的开通瞬间NPN三极管工作于饱和区，既可以增大IGBT的充电电流，又可降低NPN三极管的导通损耗。同理当IGBT关断瞬间PNP三极管工作于饱和区，为IGBT提供一个较大的关断电流，同时降低PNP三极管的损耗。 

本发明所述的推挽电路主要包括NPN三极管、PNP三极管、充电电阻和放电电阻。其中充电电阻的一端连接至输入电源的正极，充电电阻的另一端连接至NPN三极管的集电极c1；NPN三极管的发射极和PNP三极管的发射极连接为一点并与IGBT的栅极相连接。PNP三极管的发射极与放电电阻的一端相连，放电电阻的另一端与供电电源的地相接。 

本发明所述的推挽电路与传统的方案相比可以显著提高IGBT的充电电流和放电电流，从而提高了IGBT的开通和关断速度。同时NPN三极管和PNP三极管在开通和关断瞬间工作于饱和区，降低了三极管的损耗。 

附图说明

图1现有的一种推挽电路原理图； 

图2现有的另一种推挽电路原理图； 

图3具体实施例一的推挽电路原理图； 

图4具体实施例二的推挽电路原理图； 

图5具体实施例三的推挽电路原理图。 

具体实施方式

本发明所述的IGBT驱动推挽电路如图3所示，所述的推挽电路主要包括NPN三极管Q1、PNP三极管Q2、充电电阻R5和放电电阻R6。其中充电电阻R5的一端连接至输入电源VDC1的正极，充电电阻R5另一端连接至NPN三极管Q1的集电极c1；NPN三极管的发射极e1和PNP三极管Q2的发射极e2连接为一点并与IGBT的栅极G相连接。PNP三极管的发射极c2与放电电阻R6的一端相连，放电电阻的另一端与供电电源VDC2的地相接。 

本发明中连接弱电控制信号和推挽电路的驱动主芯片U1可以为 HCPL-316J,ACPL-38JT，EXB841，HCPLJ312等,其中驱动芯片U1的PWM输出端Vout与推挽电路中NPN三极管的基极b1和PNP三极管的基极b2相连接；驱动芯片的Vee端与电源VDC2的负极相连接。 

所述的NPN三极管为ZXTN2010Z，PNP三极管为ZXTP2012Z；或NPN三极管为PBSS4540Z，PNP三极管为PBSS5540Z；或NPN三极管为MJD44H11，PNP三极管为MJD45H11等。