[实用新型]一种基于单电源供电的光耦驱动电路

说明书

技术领域

本发明的涉及驱动电路，特别是一种单电源供电的短路保护的光耦驱动电路。

背景技术

绝缘门极双极型晶体管(Isolated Gate Bipolar Transistor简称IGBT)是复合了功率场效应管和电力晶体管的优点而产生的一种新型复合器件，具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好驱动电路简单、通态电压低、耐压高和承受电流大等优点，因此现今应用日益广泛。但是IGBT 良好特性的发挥往往因其栅极驱动电路设计上的不合理，制约着IGBT的推广及应用。性能良好的驱动电路，可使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减少开关损耗，对装置的运行效率、可靠性、安全性都有重要的意义。但是在开关电源装置中，由于它工作在高压、大电流的条件下，使得 IGBT 容易损坏。

发明内容

本发明是针对上述问题，旨在提供一种可靠稳定，具有短路保护功能的光耦驱动电路。

本发明的实现方式是: 电气隔离开通电路，两级放大电路、射极跟随器、短路信号检测电路、IGBT短路保护电路组成,其中电气隔离开通电路由高速光耦U1分别与电阻R1、R2、R3、R4、R5连接组成;两级放大电路由三极管T1串并联三极管T2 三极管T3、 三极管T4、三极管 T5连接组成；射极跟随器由三极管T1和R7串联组成；短路信号检测电路由D2、电阻R6、电阻R12 和T6串联组成；IGBT短路保护电路由在IGBT栅源之间并接的双向稳压管 D4和D5，电阻R13和电阻R11、门极串电阻Rg连接构成的一个负电压分压电路组成。

本发明的有益技术效果是：本发明中利用高速光耦U1实现输入输出信号的电气隔离，能够使驱动电路与控制电路在电位上要严格隔离，而且适合高频应用场合。且本发明中驱动主电路采用两路推挽输出方式，有效地降低了驱动电路的输出阻抗，能最大限度的给 IGBT 输出很强的驱动电压，提高了驱动能力，使之适合于大功率 IGBT 的驱动。短路保护电路运用集电极退饱和原理，在发生集电极电流过大时，减小 IGBT 的驱动电压GEV ，在IGBT 损坏之前，将其关断，从而保护了IGBT。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1，本发明主要由电气隔离开通电路，两级放大电路、射极跟随器、短路信号检测电路、IGBT短路保护电路组成,其中电气隔离开通电路由高速光耦U1分别与电阻R1、R2、R3、R4、R5连接组成;两级放大电路由三极管T1串并联三极管T2 三极管T3、 三极管T4、三极管 T5连接组成；射极跟随器由三极管T1和R7串联组成；短路信号检测电路由D2、电阻R6、电阻R12 和T6串联组成；IGBT短路保护电路由在IGBT栅源之间并接的双向稳压管 D4和D5，电阻R13和电阻R11、门极串电阻Rg连接构成的一个负电压分压电路组成。

本发明实施例中电源采用单电源（Vcc ＝24V ）供电，能够产生+15V和-9V 的驱动电压，保证了IGBT的可靠导通和关断。 

正常工作时： 

当控制电路送来高电平信号时，高速光耦U1 截止，T1、T3、T5导通，而 T2和T4截止，

此时G点的电压为 0V，而由于 R11 和R13 的分压作用，E 点的电压为+9，所以在栅源之间产生-9V 的电压，使 IGBT 快速关断,其中C3虑除高频信号。 

当控制电路送来低电平信号时，高速光耦U1 导通，T1、T3、T5截止，而 T2和T4导通，此时G 电压为+24V，E 点的电压为+9，所以在栅源之间产生+15V的电压，使 IGBT 快速开通。 

短路故障时： 

当IGBT 导通时，T6截止，A 点的电位取决于 D2、R6、R12 和C_ESv 的分压决定，当逆

变电路的负载发生短路或上、下桥臂直通时而使集电极电流过大时, IGBT 集电极退饱和，A点电位升高，从而 T7导通，使得 B 点的电位升高 D1导通，使 E 点电压高,因为电容 C3的电压不会突变，所以 E 点电压会按照指数规律持续升高，随着 E 点电压的升高,栅源极间的电压逐渐变低甚至完全关断,从而限制了集电极电流。避免了因集电极过流而损坏 GIBT,当故障排除后，整个电路又会自动恢复正常工作。