[实用新型]智能数字化大功率IGBT驱动装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及兆瓦级变流器驱动领域，特别涉及一种智能数字化大功率IGBT驱动装置。

【背景技术】

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，其兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，因而非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。而IGBT驱动电路是驱动IGBT模块以能让其正常工作，并同时对其进行保护的电路，它起到至关重要的作用。

现有成熟的IGBT驱动电路大致可分为3类：

第一类：单一功能型，该类型的IGBT驱动电路由光耦和功率缓冲器组成，如HCPL-3150。然而，该类型的驱动电路在实际应用时需另加入隔离驱动电源、逻辑处理电路等，因而结构比较复杂。另外，该类型的驱动电路的驱动能力有限，例如，当需要驱动600A以上的IGBT时，需要外接更大的功率缓冲电路实现。

第二类：多功能型，虽然该类型的IGBT驱动电路除了提供直接驱动IGBT功能外，还可以提供必要的短路保护功能，如三菱公司的M57962等。然而，与单一功能型的IGBT驱动电路一样，也存在驱动能力有限的问题。

第三类：全功能型，该类型的IGBT驱动电路，如CONCEPT公司的SCALE2

系列驱动模块，虽然自带电源欠压保护功能和复位功能，但是其不能抑制反向恢复电流并削弱IGBT的米勒效应。

因此，有必要提供一种智能数字化大功率IGBT驱动装置来克服上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足提供一种智能数字化大功率IGBT驱动装置，其能抑制反向恢复电流并削弱米勒效应，且驱动性能稳定、可靠。

为实现上述目的，本实用新型提供的智能数字化大功率IGBT驱动装置包括隔离电源模块、输入信号转换模块、CPLD数字控制模块、有源嵌位反馈模块、两级退饱和检测模块、di/dt检测模块和多级门极电阻驱动模块，CPLD数字控制模块的电源端与隔离电源模块连接，CPLD数字控制模块的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端分别与输入信号转换模块、有源嵌位反馈模块、两级退饱和检测模块以及di/dt检测模块的输出端连接，有源嵌位反馈模块的输入端和两级退饱和检测模块的输入端均与IGBT模块的集电极连接，di/dt检测模块的输入端与IGBT模块的发射极连接，所述多级门极电阻驱动模块包括变门极电阻单元以及并联连接的第一门极开通电阻、第一门极关断电阻、第二门极开通电阻和第二门极关断电阻，变门极电阻单元的输入端与CPLD数字控制模块的第一输出端连接，第一门极开通电阻、第一门极关断电阻、第二门极开通电阻和第二门极关断电阻的输入端分别通过四个开关与变门极电阻单元的输出端连接，第一门极开通电阻、第一门极关断电阻、第二门极开通电阻和第二门极关断电阻的输出端均与IGBT模块的门极连接。

优选地，变门极电阻单元包括两个漏极相连接的第一NMOS管和第二

NMOS管以及两个源极相连的第一PMOS管和第二PMOS管，第一NMOS管的源极与第一PMOS管的漏极连接，第二NMOS管的源极与第二PMOS管的漏极连接。

优选地，所述开关为功率MOSFET，其最大驱动电流可达30A，开关信号由CPLD送出，目前可正常驱动至少4500V等级的IGBT。

优选地，隔离电源模块包括DC/DC变换器和欠压保护模块，欠压保护模块与DC/DC变换器的输出端连接,欠压保护模块的输出端与CPLD数字控制模块的电源端连接。

优选地，CPLD数字控制模块的第二输出端连接有报警器。

优选地，CPLD数字控制模块的第三输出端连接有LED指示模块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一、由于本实用新型的IGBT驱动模块采用了多级门极电阻驱动模块，即采用了多级门极开通/关断电阻，在PWM到来的时刻，先用小电阻开通，减小延迟时间，在电流IC上升之前改成较大的电阻，以限制di/dt从而限制电流尖峰的大小，在门极电压到达米勒平台后，再次切换为小电阻增大门极电流，进而减小了米勒效应时间；关断时亦同理。