[发明专利]一种变压器隔离IGBT驱动控制系统及方法、电路

说明书

本发明属于驱动电路技术领域，公开了一种变压器隔离IGBT驱动控制系统及方法、电路，node1为高电平，则node2为高电平；node3为低电平，node4为低电平；node5也为低电平，三极管Q10导通，node6为低电平，电容C13放电，node7为高电平，node8也为高电平；node9为低电平；node10为高电平，通过电阻R25与二级管D16，node8与node10形成闭锁；node11为低电平，则MOSFET管Q9开通，node12为高电平，node13也为高电平，OUTPUT的4端为高电平，驱动IGBT开通。本发明隔离电压高，抗干扰能力强，抗dv/dt能力强，价格便宜，并且采用CMOS电路，电路抗干扰等级升高。

技术领域

本发明属于驱动电路技术领域，尤其涉及一种变压器隔离IGBT驱动控制系统及方法、电路。

背景技术

目前，最接近的现有技术：IGBT驱动电路除了对PWM信号进行功率放大之外，还可实现控制回路与功率回路之间的可靠隔离，IGBT功率模块常常工作在高压大电流的环境中，控制电路与功率电路之间存在着较大的电磁干扰以及电平差异，为了防止高压侧的电压波动对低压系统造成影响，IGBT驱动电路必须具有足够高的电气隔离能力。

常见的隔离方式主要分为以下四种：电平移位的自举式、光纤隔离、光耦隔离以及脉冲变压器隔离。表1为四种隔离方式的对比，可以看出每种隔离方式都有各自的优缺点，根据各自的特点分别应用于不同的场合。

表1四种隔离方式对比

电平移位自举式隔离结构简单，使用元器件少，成本较低，但是它的输入级与输出级之间并没有实质性的隔离，因此不符合高压应用场合中对高隔离电压耐量的要求。光纤隔离是利用光信号进行信号的传输，因此其具有较强的抗电磁干扰能力并且隔离电压高、延迟时间短，可实现远距离的信号传输。光纤接收头不能国产，需要原装进口，且信号只能单向传输，也就是需要2个光纤，一个用于传输PWM信号，另外一个用于传输故障信号，但是原装进口的价格高。光耦隔离是通过电-光-电的转换来实现信号的传输，电信号的单向传导性再加上光耦输入级与输出级之间的独立性，使其具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力，但是隔离电压不够高，另外价格也比较高。脉冲变压器隔离是通过变压器的方式进行信号传输，它的输入是独立的直流电，输出是交流电，输入级与输出级之间无法形成回路，因此具有隔离作用。但是保护功能不全、抗干扰能力弱。少部分厂家驱动电路采用双变压器隔离，PWM信号采用一个变压器，故障报错采用另一个变压器，这种双变压器结构存在PCB电路板体积大，电路板体积越大，接受的电磁干扰越多，故抗干扰能力越弱，存在易受干扰的缺点。

综上所述，现有技术存在的问题是：电平移位自举式隔离结构简单，使用元器件少，成本较低；光耦隔离的隔离电压不够高，价格较高；脉冲变压器保护功能不全、抗干扰能力弱，驱动电路存在PCB电路板体积大，电路板体积越大，接受的电磁干扰越多，故抗干扰能力越弱，存在易受干扰的缺点；光纤隔离接收头不能国产，需要原装进口，且信号只能单向传输，也就是需要2个光纤，原装进口的价格高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种变压器隔离IGBT驱动控制系统及方法、电路。

本发明是这样实现的，一种变压器隔离IGBT驱动控制方法，所述变压器隔离IGBT驱动控制方法包括：变压器隔离IGBT驱动电路当INPUT为高电平时，即node1为高电平，则node2为高电平，由于U1A的作用，node3为低电平，node4为低电平，由于同相器U2A的作用，node5也为低电平，三极管Q10导通，node6为低电平，电容C13放电，node7为高电平，node8也为高电平，由于U4A的反向作用，node9为低电平，由于U4B的反向作用，node10为高电平，通过电阻R25与二级管D16，node8与node10形成闭锁；由于反相驱动器U5A的作用，node11为低电平，则MOSFET管Q9开通，node12为高电平，node13也为高电平，OUTPUT的4端为高电平，驱动IGBT开通；