[实用新型]IGBT驱动信号硬件互锁和死区设置电路

说明书

技术领域:

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及逆变器技术，特别是一种IGBT驱动信号硬件互锁和死区设置电路。

背景技术:

IGBT—绝缘栅型晶体管，借助其工作电压高，工作电流大，开关频率高，驱动电路简单的优点，目前已经成为中大型功率变频器领域应用最为广泛的电力电子开关元件。IGBT模组因其内部封装多个IGBT单体，体积小，功率密度高，易于装配而逐渐成为变频器功率元件的首选。

死区时间主要是针对IGBT开关管来说的，理想情况下，逆变器的单桥臂的IGBT总是互补地导通和关断。由于IGBT等功率器件都存在一定的结电容，所以会造成器件导通关断的延迟现象。一般在设计电路时已尽量降低该影响，比如尽量提高控制极驱动电压电流，设置结电容释放回路等。为了使IGBT工作可靠，避免由于关断延迟效应造成上、下桥臂直通，有必要设置死区时间，也就是上、下桥臂同时关断时间。死区时间可有效地避免延迟效应所造成的一个桥臂未完全关断、而另一桥臂又处于导通状态，避免直通损害模块。因此，在实际应用中，使同一桥臂的上下IGBT的导通和关断错开一定的时间，即死区时间，以保证同一桥臂的上下IGBT总是不能直通。

现有的IGBT的驱动系统缺乏有效的互锁功能，同时也存在无法实现最小死区设置的情况。新能源汽车发展速度加快，汽车安全综合功能越来越受到整车厂商的重视。IGBT的上下桥直通对于功能安全是致命的危害，当IGBT上下桥直通整个IGBT模组会烧毁，控制器损坏甚至会影响整车的安全，所以必须加入死区时间。死区时间当然越小越好，但是之所以设置死 区时间是为了安全，因此又不可没有。

最佳的设置是，在保证安全的前提下，越小越好。以不炸功率管、输出不短路为目的。死区时间就是PWM输出时，为了使H桥或半H桥的上、下管不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段。由于IGBT(绝缘栅极型功率管)等功率器件都存在一定的结电容，所以会造成器件导通关断的延迟现象。一般在设计电路时已尽量降低该影响，比如尽量提高控制极驱动电压电流，设置结电容释放回路等。为了使IGBT工作可靠，避免由于关断延迟效应造成上、下桥臂直通，有必要设置死区时间，死区时间可有效地避免延迟效应所造成的上桥臂未完全关断，而相对应的下桥臂又处于导通的状态，避免直通炸模块。死区时间大，模块工作更加可靠，但会带来输出波形的失真及降低输出效率。死区时间小，输出波形要好一些，只是会降低可靠性，一般为us级。一般来说死区时间是不可以改变的，只取决于功率元件制作工艺。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种IGBT驱动信号硬件互锁和死区设置电路，所述的这种IGBT驱动信号硬件互锁和死区设置电路要解决现有技术中的IGBT驱动过程中的驱动信号失效导致的IGBT直通的技术问题。

本实用新型的这种IGBT驱动信号硬件互锁和死区设置电路，包括第一上拉电阻器、第二上拉电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第六电阻器、第一电容器、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第一二极管、第二二极管、第一与非门芯片、第二与非门芯片、第三非门芯片、第四与非门芯片、第五与非门芯片和第六非门芯片，其中，上桥输入信号通过第三电阻器连接第一与非门芯片的两个输入脚，所述的第三电阻器通过第三电容器连接地端，第一与非门芯片的两个输入脚连接第二与非门芯片的第一输入脚，所述的第一与非门芯片的输出端连接第一二极管的阴极， 所述的第一二极管的阳极连接第五与非门芯片的第一输入脚，并通过第一上拉电阻器连接电源端，通过第五电阻器和第一电容器连接地端，下桥输入信号通过第四电阻器连接第四与非门芯片的两个输入脚，所述的第四电阻器通过第四电容器连接地端，第四与非门芯片的两个输入脚连接第五与非门芯片的第二输入脚，所述的第四与非门芯片的输出端连接第二二极管的阴极，所述的第二二极管的阳极连接第二与非门芯片的第二输入脚，并通过第二上拉电阻器连接电源端，通过第六电阻器和第二电容器连接地端，所述的第二与非门芯片的输出端通过第三非门芯片输出上桥驱动输出信号，所述的第五与非门芯片的输出端通过第六非门芯片输出下桥驱动输出信号。

进一步的，所述第一与非门芯片、第二与非门芯片、第四与非门芯片、第五与非门芯均为施密特与非门芯片，所述的第三非门芯片和第六非门芯片均为施密特非门芯片。