[发明专利]一种T型三电平IGBT驱动电路

权利要求书

1.一种T型三电平IGBT驱动电路，用于驱动三电平拓扑模块(1)，包括与三电平拓扑模 块(1)相连的门极电路(4)，所述门极电路(4)包括IGBT门极驱动电路，用于将低电压IGBT开 关控制信号转化为可驱动IGBT开关的电压信号；其特征在于：还包括过压保护电路(3)、次 边信号处理模块(2)，所述。过压保护电路(3)分别与三电平拓扑模块(1)和次边信号处理模 块(2)相连，过压保护电路(3)包括有源箝位电路，该有源箝位电路通过具有快速响应特性 的瞬态抑制器件对IGBT关断时的电压尖峰进行有效抑制；所述次边信号处理模块(2)至少 具有集电极电压监测功能。

2.如权利要求1所述的T型三电平IGBT驱动电路，次边信号处理模块(2)包括—次边信 号处理芯片及其外围电路，所述次边信号处理模块还可实现下述功能中的至少一者：信号 处理功能、短路保护功能、IGBT开通关断电压调节功能、欠压保护功能、故障管理功能、IGBT 门极驱动信号转化功能。

3.如权利要求2所述的T型三电平IGBT驱动电路，其特征在于：所述门极电路(4)还包括 IGBT开通关断电阻分离电路、IGBT门极保护电路，所述IGBT开通关断电阻分离电路用于将 门极电阻分离成开通电阻和关断电阻，可分别通过开通电阻和关断电阻的阻值来调整IGBT 的开通时间和关断时间，并可起到分散开关功耗的作用；IGBT门极保护电路通过二极管将 门极与电源电位相连，使得门极电压箝位在电源电压以下；通过双向稳压管将门极与发射 极相连，使得VGE处在一个稳定值。

4.如权利要求2所述的T型三电平IGBT驱动电路，其特征在于：所述过压保护电路(3)还 包括短路保护电路，通过实时检测集电极电压来判断IGBT是否发生短路故障，一旦发生短 路情况，短路保护电路配合芯片输出故障信号并关断IGBT；所述过压保护电路(3)还包括电 压监测电路，包括了短路保护功能中VCE监测电路和有源箝位监测电路，分别在短路保护功 能和有源箝位功能中起到信息反馈的作用。

5.如权利要求1所述的T型三电平IGBT驱动电路，其特征在于：还包括即插即用功能模 块，用于将所述T型三电平IGBT驱动电路形成驱动板，直接将驱动板连接在IGBT上。

6.如权利要求2所述的T型三电平IGBT驱动电路，其特征是：所述的有源箝位电路，用多 个TVS管串联来实现有源箝位功能，该有源箝位至少包含一个双极性的瞬态抑制器。

7.如权利要求6所述的T型三电平IGBT驱动电路，其特征是：所述的有源箝位电路，包括 第一至第三电阻(R7、R8、R9)、电容(C2)、第一和第二二极管(D12、D13)、TVS管(D11)，其中 TVS管(D11)由至少一个双极性TVS管和多个单极性TVS管串联构成，第三电阻(R9)为次边信 号处理芯片有源箝位监测端口(ACL)的下拉电阻，第二电阻(R8)为次边信号处理芯片有源 箝位监测端口(ACL)的限流电阻，第一电阻(R7)和电容(C2)共同作用，用于快速传递IGBT集 电极电压的变化，第二二极管(D13)为箝位二极管，第一二极管(D12)在集电极与门极构成 的回路中用来防止反向导通。

8.如权利要求4所述的T型三电平IGBT驱动电路，其特征是：所述的短路保护电路，包括 有第四至六电阻(R4、R6、R10)、第三二极管(D10)；其中第五电阻(R6)由数量不定的高压电 阻或串联的电阻网络组成，用以降低输入到芯片端口的IGBT集电极电压，并且功耗可分散 于单个电阻可承受范围之内；第六电阻(R10)为限流电阻，可限制流入芯片端口的电流大 小；第三二极管(D10)用于箝位，来保护芯片端口输入电压在IGBT故障时最高不会超过电源 电压。

9.如权利要求3所述的T型三电平IGBT驱动电路，其特征是：所述的IGBT开通关断电阻 分离电路，可通过外接的开通电阻(R3)和关断电阻(R2)的阻值来分别调整IGBT的开通时间 和关断时间。

10.如权利要求3所述的T型三电平IGBT驱动电路，其特征是：所述的门极保护电路，通 过二极管(D9)将门极与电源电位相连，使得门极电压箝位在电源电压以下；通过双向稳压 管(D6)将门极与发射极相连，使得门极电位处在一个稳定值。