[发明专利]一种即插型IGBT半桥专用驱动器

说明书

本发明公开了一种即插型IGBT半桥专用驱动器，通过DC/DC变换器为驱动光耦提供隔离电源；所述互锁电路用于对输入的驱动信号进行互锁保护，并将具有互锁保护的驱动信号发送到驱动光耦；驱动光耦用于依据所收到的驱动信号驱动与之相连的IGBT工作；外围电路用于对所述驱动光耦提供退饱和检测。本发明的即插型IGBT半桥专用驱动器，可直接驱动IGBT半桥拓扑，无需搭建外围电路，并具有驱动输入信号互锁和退饱和检测保护功能，隔离功能，功能齐全，集成度高，安装方便，可靠性高，移植性好，客户接受程度高，可应用于风电、光伏、通用变频器、电焊机、充电机、模块电源、UPS等各种新能源和传统工业领域，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于电力电子与功率半导体技术领域，具体涉及一种即插型IGBT半桥专用驱动器。

背景技术

随着全球经济的快速发展，新能源和传统工业市场对电力电子设备需求旺盛，功率半导体器件正处于快速发展时期。图1为2008年至2012年我国功率半导体市场的年销售额柱状图。如图1所示，我国功率半导体市场2008年的销售额为822亿元，2009年超过870亿元，2010年达到957亿元，2011年达到1060亿元，2011年功率半导体在我国市场的销售量占全球的50％，2012年达到1165亿元。国内功率半导体器件在未来相当长一段时期内还会保持较高的增长势头，年增长率预计将超过20％左右。为了满足不断增长的设备需求，同时达到节能降耗的效果，电力电子行业对高性能功率半导体器件的需求也将越来越大。

当前，在电力电子技术领域，国内外功率半导体器件主要应用在输变电、钢铁冶炼、马达驱动、轨道交通、电源、电焊机等领域。为了保证电源/逆变器系统稳定运行，提高系统的可靠性，功率半导体器件的驱动技术显得尤为重要。在半导体器件中，绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)模块和IGBT驱动器是配套使用的，每使用一个IGBT就需要配套一个IGBT驱动器。目前，对于大功率半导体器件，每款IGBT模块都有专门的驱动电路模块，如瑞士CONCEPT公司开发的匹配市场上所有高压大功率IGBT模块的专用驱动模块。而对于小功率半导体电气设备，国内外还没有专门的IGBT专用驱动电路模块。

现有技术中，国内外在中小功率电气设备中一般采用光耦驱动，通过对光耦驱动芯片搭建外围电路，驱动IGBT。美国AVAGO公司是业界内最著名的光耦驱动芯片厂商，其生产的最通用的光耦驱动芯片型号有HCPL-3120、HCPL-316J和HCPL-332J；另外还有日本东芝公司的TLP250，三菱公司的M57962，夏普公司的PC929以及美国仙童公司的FOD3120，在业界内都有一定的知名度。但上述驱动芯片无一例外的是都需要搭建外围电路，且需要提供隔离电源，使得系统复杂，驱动环路面积增大，电磁兼容性差，无驱动互锁设计；每一款驱动电路都需要重新设计调试，无法复制，开发周期长，严重影响效率，且可靠性无法保障，不利于项目开发。

发明内容

本发明针对现有技术中国内外没有针对中小功率半导体电气设备的专门的IGBT专用驱动电路模块，提出了一种即插型IGBT半桥专用驱动器，基于模块化和即插即用思想，集成DC/DC变换器、驱动光耦芯片和外围电路于一块单元板上，具有安装灵活、集成度高、电磁兼容性好、性价比高、易于维护、可移植、可靠性高等特点。

根据本发明的一个方面，提供了一种即插型IGBT半桥专用驱动器，所述驱动器包括DC/DC变换器，至少两个驱动光耦和外围电路，互锁电路；其中，

所述DC/DC变换器与驱动光耦相连，用于为驱动光耦提供隔离电源；

所述互锁电路用于对至少两路驱动输入信号进行互锁保护，并将具有互锁保护的驱动输入信号发送到驱动光耦；

所述驱动光耦用于依据所收到的驱动输入信号驱动与之相连的IGBT工作；

所述外围电路用于驱动光耦芯片与DC/DC变换器、互锁电路的电连接，并对IGBT提供退饱和检测；