[实用新型]IGBT模块、图腾柱开关模块、开关电路及功率模块

说明书

本实用新型公开了一种IGBT模块，其源极独立引出，不与发射极相连，还公开了一种图腾柱开关模块，包括：第一IGBT模块和常规的第二IGBT模块，第一IGBT模块的发射极E1连接第二IGBT模块的集电极C2形成中点O，第一IGBT模块的源极S1连接第二IGBT模块的发射极E2形成公共的发射极E。还公开了一种开关电路，在第一MOS管的漏极和第二IGBT模块的门级G2之间连接一个钳位电路。还公开了一种封装有开关电路的功率模块。开关模块可以通过单片机等TTL电平的数字接口直接驱动，无需增加另外的脉冲变压器，或其它隔离和门驱电路，结构简单。还可以保证上下两个开关在任何时间都不能同时导通，可有效防止短路电流和浪涌电流。

技术领域

本实用新型涉及半导体开关领域，具体的涉及一种IGBT模块、图腾柱开关模块、开关电路及功率模块。

背景技术

数字化、程控化和智能化是电子设备的发展趋势，也是开关电源技术的发展趋势。开关电源的核心是半导体开关和控制技术的有效组合，由于电子技术目前已经发展到可编程的微芯片时代，但半导体开关的发展还没有达到可编程化。IGBT的输入级用场效应管构成，具有输入电阻高，电压驱动的优点；输出端是一个复合的三极管，具有通态压降小，容易多个并联的优点。IGBT结合了三极管和场效应管优点，是一种复合型全控半导体开关，广泛应用在开关电源的各种场合。IGBT经常两个一组以一上一下的图腾柱结构应用在半桥、全桥和三相逆变器或者变频器中。

现有的常规IGBT模块共有三个电极，分别是门极(G)、集电极(C) 和发射极(E)，其中控制信号Uge加载在门极和发射极之间，通过改变 Uge的大小，实现对集电极和发射极之间导通(on)或关断(off)状态的控制，由于控制端和输出端共用了一个发射极，使得常规IGBT在一些应用场合需要通过脉冲变压器或者其他专用的门驱电路才能实现控制，例如发射极浮动或者发射极与控制信号不共地等应用场合。

因此，目前图腾柱电路存在的一个缺陷是：图腾柱上方的常规IGBT 需要专用的脉冲变压器进行隔离驱动，或用专门的门驱电路驱动，无法直接用数字系统驱动。此外目前图腾柱电路还存在另一个缺陷：如果控制不当，上下两个IGBT同时导通，造成直流侧电源短路，形成巨大的浪涌电流，烧毁IGBT。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种IGBT模块、图腾柱开关模块、开关电路及功率模块，能够使数字系统直接通过TTL电平驱动，实现开关电源的数字化、程控化和智能化；并且还可以有效防止图腾柱因控制不当而产生的短路和浪涌电流。

根据本实用新型实施例的IGBT模块，包括：第一MOS管、第一PNP三极管和第一NPN三极管，所述第一MOS管的漏极通过电阻Rb1分别连接所述第一PNP三极管的基极和所述第一NPN三极管的集电极，所述第一 PNP三极管的集电极连接所述第一NPN三极管的基极，所述第一NPN三极管的基极通过电阻Rbe1连接所述第一NPN三极管的发射极，所述第一PNP 三极管的发射极作为所述第一IGBT模块的集电极C1，所述第一MOS管的栅极作为所述第一IGBT模块的门级G1，所述第一NPN三极管的发射极作为所述第一IGBT模块的发射极E1，所述第一MOS管的源极作为所述第一 IGBT模块的源极S1。

根据本实用新型实施例的图腾柱开关模块，包括：

第一IGBT模块和第二IGBT模块，所述第一IGBT模块为上述的IGBT 模块，所述第二IGBT模块具有门极G2、集电极C2、发射极E2三个电极；所述第一IGBT模块的发射极E1连接第二IGBT模块的集电极C2，所述第一IGBT模块的源极S1连接所述第二IGBT模块的发射极E2，所述第一 IGBT模块的集电极C1用于连接直流电源正极，所述第二IGBT模块的发射极E2用于连接直流电源负极。