[实用新型]一种高可靠性中小功率驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高可靠性中小功率驱动装置，特别是广泛地应用于电机控制、开关电源、变频器和逆变器等以及要求快速、低损耗的领域的驱动装置。

背景技术

绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是由BJT和MOSFET组合而成的新型复合电压控制电力电子器件，集MOSFET和GTR的优点于一体，具有输入阻抗高、响应速度快、通态压降小、承受电流大、耐压高等优点。自20世纪80年代中期出现以来，广泛地应用于电机控制、开关电源、变频器和逆变器等以及要求快速、低损耗的领域。电压控制型器件只需控制IGBT栅极的电压就可控制其导通和关断，且导通时可维持较低的通态压降。但由于IGBT自身的特性，使其工作时会发生擎住效应而导致门极失控，或因电流过大或因电压过高或不稳定，造成IGBT损坏而不能正常工作。目前针对中小功率的IGBT，常用基于M57962系列的驱动模块设计相应的驱动电路，M57962系列是日本三菱电机生产的标准IGBT驱动模块，价格适中，但该驱动模块存在驱动能力相对固定的问题，且目前设计的驱动保护电路仅靠软件切断控制信号来实现的，不能可靠的保护IGBT。为克服这些缺点，需要设计高可靠性、可增强驱动能力的驱动电路来保护IGBT和驱动更大功率的IGBT。

发明内容

本实用新型针对IGBT驱动电路不可靠和驱动能力不够的问题，设计一种高可靠性中小功率驱动装置，以便提高驱动电路的可靠性和驱动能力。

本实用新型的技术方案是:本实用新型的高可靠性中小功率驱动装置包括驱动模块、电源供电电路、电源监控电路、硬件保护及输入电路、故障信号检测电路、故障信号反馈电路、驱动输出电路、限幅和滤波电路，其驱动模块与电源供电电路、硬件保护及输入电路、故障信号检测电路、故障信号反馈电路及驱动输出电路连接；电源监控电路与电源供电电路和硬件保护及输入电路连接；驱动输出电路的输出与限幅和滤波电路连接，故障信号检测电路与驱动输出电路连接；故障信号反馈电路的输出作为与PWM控制电路的控制端的连接端，硬件保护及输入电路的输入端作为与PWM控制电路的输出端的连接端。

所述的驱动模块采用M57962AL，故障信号反馈电路包括由光耦器件U5组成的光耦合电路，硬件保护及输入电路包括与门电路U2和非门电路U3的串联；限幅和滤波电路中包括反向串联的稳压管D2与稳压管D3；驱动输出电路包括由开关三极管Q1与开关三极管Q2组成的互补电路。

本实用新型的技术方案的优点：

本实用新型提供了电源监控电路和过流硬件保护的双重保护功能，以高可靠性、可增强驱动能力的驱动电路来保护IGBT和驱动更大功率的IGBT。

附图说明

图1为本实用新型的电路逻辑框图。

图2为本实用新型的具体电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。

本实用新型的前端连接PWM控制电路，其输出连接功率开关管IGBT。如图1所示，本实用新型所述的高可靠性中小功率驱动装置包括驱动模块1、电源供电电路2、电源监控电路3、硬件保护及输入电路4、故障信号检测电路5、故障信号反馈电路6、驱动输出电路7、限幅和滤波电路8，驱动模块1与电源供电电路2、硬件保护及输入电路4、故障信号检测电路5、故障信号反馈电路6及驱动输出电路7连接；电源监控电路3与电源供电电路2和硬件保护及输入电路4连接；驱动输出电路7的输出与限幅和滤波电路8连接，故障信号检测电路5与驱动输出电路7连接；故障信号反馈电路6的输出作为与PWM控制电路的控制端的连接端，硬件保护及输入电路4的输入端作为与PWM控制电路的输出端的连接端。

图2为本实用新型的具体电路原理图：驱动模块1采用M57962AL芯片；电源供电电路2包括Vee电源和电容C7～C10；电源监控电路3包括电源控制芯片U1和由电阻R1、R2、R3与电容C1、C2、C3组成的输入电路；硬件保护及输入电路4包括与门电路U2和非门电路U3的串联；故障信号检测电路5由稳压管D4和二极管的串联组成，Ud连接到被控功率开关管IGBT的漏极；故障信号反馈电路6包括由光耦器件U5与电阻R6、R7组成的光耦合电路，F1连接到PWM控制电路的控制端；驱动输出电路7包括由由开关三极管Q1与开关三极管Q2组成的互补电路；限幅和滤波电路8中包括反向串联的两个稳压管D2、D3，Ug连接到被控功率开关管IGBT的栅极。