[发明专利]具有检测功能的功率器件驱动电路

说明书

技术领域

 本发明涉及一种具有检测功能的功率器件驱动电路，更具体的说，尤其涉及一种可有效地检测出器件的过流、异常导通和截止的功率器件驱动电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展与成熟，大功率的电力电子器件，例如IGBT，IGCT，IEGT，Mosfet等也越来越多的应用到工业产品中。

目前的电力电子器件技术与制造工艺已经达到了很高的水平，但是电力电子器件得到可靠应用的有效保证就完全依赖于驱动电路和保护电路设计。目前通用的保护电路为采集Vcesat（导通压降）电压实现对电力电子器件电流的检测，实现过电流保护，但其对于驱动信号为低电平、但功率器件异常导通的状态不能有效检测。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可有效地检测出器件的过流、异常导通和截止的具有检测功能的功率器件驱动电路。

本发明的具有检测功能的功率器件驱动电路，包括过流检测电路和驱动信号反馈电路；所述过流检测电路包括二极管D1、稳压管Z1、三极管T1和光电耦合器IC2，Z1的阴极、阳极分别与D1的阳极、T1的基极相连接，T1的集电极经电阻R4与IC2的初级发光二极管相连接，IC2的次级光敏三极管的集电极形成过流检测电路的输出信号SC；D1的阴极与功率器件VT1相连接，驱动信号Ga经电阻R1、R2分别与功率器件VT1的控制端、D1的阳极相连接；所述驱动信号反馈电路包括二极管D2、稳压管Z2、三极管T3和光电耦合器IC3，D2的阴极与D1的阴极相连接；Z2的阳极、阴极分别与T2的基极、D2的阳极相连接，T2的集电极经电阻R8与IC3的初级发光二极管相连接，IC3的次级光敏三极管的集电极形成驱动信号反馈电路的输出信号FS；所述Z2的阴极经电阻R6与驱动侧电源正极相连接。

本发明的具有检测功能的功率器件驱动电路，所述光电耦合器IC2和IC3的初级发光二极管的阳极均接于驱动侧电源正极上，次级光敏三极管的发射极均接于信号侧电源地上，次级光敏三极管的集电极分别经电阻R5、R9分别接于信号侧电源正极上；三极管T1和T2的发射极均接于驱动侧电源地上，基极分别经电阻R3、R7接于驱动侧电源地上；信号侧电源正极、驱动侧电源正极分别为+5V、+15V。

本发明的具有检测功能的功率器件驱动电路，包括具有隔离作用的驱动信号转化电路IC1和可编程逻辑电路IC4，驱动信号转化电路IC1用于将0～+5V的原始驱动信号Gs转化为-10～+15V的驱动信号Ga；过流检测电路的输出信号SC、驱动信号反馈电路的输出信号FS均与可编程逻辑电路IC4的输入端相连接，可编程逻辑电路IC4的输出端产生原始驱动信号Gs；所述可编程逻辑电路IC4连接有主控设备或上位PC机。

本发明的具有检测功能的功率器件驱动电路，设Vscmax为功率器件VT1导通压降的最大值，所述稳压管Z1和Z2的方向击穿电源均等于Vscmax。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的电路可用于IGBT或Mosfet等高速开关动作的电力电子功率器件的驱动，是一种IGBT或Mosfet等功率器件的驱动异常检测电路，主要特点是能够根据驱动发出的信号实时反馈IGBT或其他功率开关管的实际执行动作是否和驱动信号一致，同时检测IGBT或其他功率开关管的导通压降Vcesat的数值，判断功率开关管是否出现短路过流而给予及时的保护，防止功率开关管的由于误导通或误关断等造成的损坏。

（2）本发明提出的电路具有器件成本低，电路简单可靠，抗干扰能力强，具有较强的适应性和推广性，可作为目前大功率电力电子器件驱动的优选电路。

（3）可以通过改变Z1的选型，来自由调节对功率器件的保护界限，有效的保证了电路的实用性与适应性。

（4）通过时时检测电力电子开关器件的动作状态是否与驱动信号一致，能够有效检查出由于工艺或环境因素导致的接触不良、误驱动、干扰等原因产生的驱动异常现象。

附图说明

图1为本发明的驱动电路的电路图。

图中：1驱动信号转化电路IC1，2可编程逻辑电路IC4。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的具有检测功能的功率器件驱动电路的电路图，其分为过流检测电路和驱动信号反馈电路两部分。本发明的驱动电路有两套隔离电源，分别为信号侧电源和驱动侧电源，信号侧电源为Vcc_+5V、GND；信号侧电源为Vcc_+15V、Vcc_-10V和Vcc_0V。