一种矿用电机车变流器新型驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种矿用电机车变流器新型驱动电路，包括原边输入端和副边输出端，其特征在于，所述原边输入端包括VCC端子、VDC端子、INA信号输入端、INB信号输入端、SOx信号输出端和TB阻断时间设定端；所述副边输出端包括DC—DC输出VISOx、发射极VE1和VE2、COM1、COM2、参考端子REF1和REF2、集电极检测端子VCE1和VCE2、有源钳位ACL1和ACL2、门极开通端子GH1和GH2、门极关断端子GL1和GL2；所述VCC端子和所述VDC端子连接在一起并连接到外接电源。本实用新型的有益效果是：成本低，当驱动信号为低时，可实现驱动信号的可靠拉低，技术成熟，开关频率高且效率高。
【专利说明】 一种矿用电机车变流器新型驱动电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子【技术领域】，尤其涉及到一种矿用电机车变流器新型驱动电路。
【背景技术】
[0002]功率开关器件在电力电子设备中占据核心的位置，它的可靠工作是整个装置正常运行的基本条件。在主电路拓扑设计和功率开关器件选取合理的前提下，如何可靠地驱动和保护主开关器件显得十分关键。功率开关器件的驱动电路是主电路与控制电路之间的接口，是电力电子装置的重要部分，对整个设备的性能有很大的影响，其作用是将控制回路输出的PWM脉冲放大到足以驱动功率开关器件。简而言之，驱动电路的基本任务就是将控制电路传来的信号，转换为加在器件控制端和公共端之间的可以使其导通和关断的信号。同样的器件，采用不同的驱动电路将得到不同的开关特性。采用性能良好的驱动电路可以使功率开关器件工作在比较理想的开关状态，同时缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。因此驱动电路的优劣直接影响主电路的性能，因此驱动电路的合理化设计显得越来越重要。电力电子技术发展至今，IGBT的电流等级从6A上升到3600A，电压从600V到6500V，为了能适应不断上升的电压电流等级，在IGBT驱动电路方面，其驱动能力也在不断的提高，而且更多的是集成驱动电路模块。目前市场上生产的驱动电路都基本满足理想的IGBT驱动器的性能参数要求，但成本都比较高，技术不够成熟，开关频率不高且效率不高。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种成本低、开关频率高且效率高的矿用电机车变流器新型驱动电路。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:一种矿用电机车变流器新型驱动电路，包括原边输入端和副边输出端，其特征在于，所述原边输入端包括VCC端子、VDC端子、INA信号输入端、INB信号输入端、SOx信号输出端和TB阻断时间设定端；所述副边输出端包括DC — DC输出VISOx、发射极VEl和2、COMU COM2、参考端子REFl和REF2、集电极检测端子VCEl和VCE2、有源钳位ACLl和ACL2、门极开通端子GHl和GH2、门极关断端子GLl和GL2 ;所述VCC端子和所述VDC端子连接在一起并连接到外接电源；所述MOD为全桥模式，所述MOD弓丨脚接到GND，中间接有一电阻R3 ；所述TB管脚与所述GND之间接一个电阻R4 ;在所述参考端REFl与所述发射极VEl之间接一个电阻R14，在所述参考端REF2与所述发射极VE2之间接一个电阻R24 ;所述REFl和REF2内部分别接有一值为150uA的恒流源；所述集电极检测端子VCEl和VCE2接到IGBT的集电极，中间分别接一耐高压电阻R16、R26 ;所述门极开通端子GHl和GH2及门极关断端子GLl和GL2的管脚分别接到IGBT门极上的开通和关断的引脚，通过在GHl和GH2与门极之间配置开通电阻R13和R23，在GLl和GL2与门极之间配置关断电阻Rl2和R22 ;在所述GLl与COMl、GL2与COM2之间分别接电阻Rll和R21 ;在Gl与El、G2与E2之间分别接有一个双向稳压管ZlU Z21和一个电阻R18、R28。
[0005]优选的，所述VCC端子和所述VDC端子连接在一起后接到+15V电源。
[0006]优选的，所述+15V电源端口处并联有两个电容Cl和C2，所述Cl为电解电容，所述C2为瓷片电容。
[0007]优选的，所述SOx信号输出端内部为漏极开路形式，数目有两个，SOl信号输出端和S02信号输出端各分出两路，一路直接将错误信号传回给控制器，另一路与发光二极管的阴极相连，二极管阳极与电阻Rl、R2串联再接到所述外接电源。
[0008]优选的，所述耐高压电阻R16、R26为耐压2000V的高压电阻。
[0009]本实用新型的有益效果是:成本低，当驱动信号为低时，可实现驱动信号的可靠拉低，技术成熟，开关频率高且效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
[0011]图1为本实用新型的电路原理图；
[0012]图2为本实用新型的2SC0435T驱动芯片内部框架图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合【具体实施方式】对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
[0014]如图1、图2，一种矿用电机车变流器新型驱动电路，包括原边输入端和副边输出端，原边输入端包括VCC端子、VDC端子、INA信号输入端、INB信号输入端、SOl信号输出端、S02信号输出端和TB阻断时间设定端；副边输出端包括DC — DC输出VISOx、发射极VEl和
2、COMl、COM2、参考端子REFl和REF2、集电极检测端子VCEI和VCE2、有源钳位ACLl和ACL2、门极开通端子GHl和GH2、门极关断端子GLl和GL2 ；VCC端子和VDC端子连接在一起并连接到+15V外接电源，VCC端子给原边的电子元件供电；VDC端子给DC-DC变换器供电从而给副边提供功率，驱动器在启动时，VDC可以自己限制启动冲击电流而不需要增加其他外部限流电路，+15V电源端口处并联有两个电容Cl和C2，Cl为电解电容，C2为瓷片电容；M0D为全桥模式，如果通过一个电阻将MOD引脚接到GND，且电阻阻值范围是:71kQ〈R4〈181kQ，驱动器就选择了半桥模式，在这种模式下，INA是驱动信号，而INB则为使能信号，当INB为低电平时，两个通道都会被关断；如果INB为高电平，则两个通道都被使能，输出信号由INA来决定，当INA信号由低变高，2通道的门极信号会马上关断，再过了一个死区时间TD后，I通道的门极会开通；本次设计选择的是全桥模式，死区时间设定为3us，由此可得电阻R3的阻值为147k Ω，取为150k Ω。SOl信号输出端和S02信号输出端内部为漏极开路形式，在没有故障的情况下，输出为高阻抗。在S01、S02管脚悬空时，一个内部500uA的电流源将该管脚电位拉到约4V。在驱动器报故障时，例如原边电源欠压，副边电源欠压，IGBT短路或过流，对应的状态输出端被拉到低电平(接到GND)。其详细的故障信号处理为:①当驱动器副边发生故障时，例如IGBT短路或者副边电源欠压，故障信号会马上送到对应的SOl或S02管脚上。从这个时刻算起，经过一个阻断时间TB，SOl和S02会自动复位(回到高阻态)，②原边电源电压欠压时，两个输出都会报错，当原方电源欠压消失时，SOl和S02输出会自动复位(回到高阻态)。
[0015]为了便于对故障信号的检测和观察，S01、S02的输出端各分出两路，一路直接将错误信号传回给控制器，另一路与发光二极管的阴极相连，二极管阳极与电阻Rl、R2串联再接到15V电源，这样可以提供一个可视化的故障报警电路，Rl、R2的阻值为4.7K。在TB管脚与GND之间接一个电阻R4，通过选择R4的数值，就可以设定阻断时间TB。
[0016]在参考端REFl与发射极VEl之间接一个电阻R14，在参考端REF2与所述发射极VE2之间接一个电阻R24 ；REF1和REF2内部分别接有一值为150uA的恒流源；集电极检测端子VCEl和VCE2接到IGBT的集电极，中间分别接一耐高压电阻R16、R26 ;门极开通端子GHl和GH2及门极关断端子GLl和GL2的管脚分别接到IGBT门极上的开通和关断的引脚，通过在GHl和GH2与门极之间配置开通电阻R13和R23，在GLl和GL2与门极之间配置关断电阻Rl2和R22 ;在所述GLl与COMl、GL2与COM2之间分别接电阻Rll和R21 ;在Gl与E1、G2与E2之间分别接有一个双向稳压管Z11、Z21和一个电阻R18、R28。
[0017]本实用新型成本低，当驱动信号为低时，可实现驱动信号的可靠拉低，技术成熟，开关频率高且效率高。
[0018]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种矿用电机车变流器新型驱动电路，包括原边输入端和副边输出端，其特征在于，所述原边输入端包括VCC端子、VDC端子、INA信号输入端、INB信号输入端、SOx信号输出端和TB阻断时间设定端；所述副边输出端包括DC — DC输出VISOx、发射极VEl和VE2、C0M1、COM2、参考端子REFl和REF2、集电极检测端子VCEl和VCE2、有源钳位ACLl和ACL2、门极开通端子GHl和GH2、门极关断端子GLl和GL2 ;所述VCC端子和所述VDC端子连接在一起并连接到外接电源；所述MOD为全桥模式，所述MOD引脚接到GND，中间接有一电阻R3 ;所述TB管脚与所述GND之间接一个电阻R4 ;在所述参考端REFl与所述发射极VEl之间接一个电阻R14，在所述参考端REF2与所述发射极VE2之间接一个电阻R24 ;所述REFl和REF2内部分别接有一值为150uA的恒流源；所述集电极检测端子VCEl和VCE2接到IGBT的集电极，中间分别接一耐高压电阻R16、R26 ;所述门极开通端子GHl和GH2及门极关断端子GLl和GL2的管脚分别接到IGBT门极上的开通和关断的引脚，通过在GHl和GH2与门极之间配置开通电阻R13和R23，在GLl和GL2与门极之间配置关断电阻R12和R22 ;在所述GLl与COMU GL2与COM2之间分别接电阻Rll和R21 ;在Gl与El、G2与E2之间分别接有一个双向稳压管Z1UZ21和一个电阻R18、R28。
2.根据权利要求1所述的矿用电机车变流器新型驱动电路，其特征在于，所述VCC端子和所述VDC端子连接在一起后接到+15V电源。
3.根据权利要求2所述的矿用电机车变流器新型驱动电路，其特征在于，所述+15V电源端口处并联有两个电容Cl和C2，所述Cl为电解电容，所述C2为瓷片电容。
4.根据权利要求1所述的矿用电机车变流器新型驱动电路，其特征在于，所述SOx信号输出端内部为漏极开路形式，数目有两个，SOl信号输出端和S02信号输出端各分出两路，一路直接将错误信号传回给控制器，另一路与发光二极管的阴极相连，二极管阳极与电阻R1、R2串联再接到所述外接电源。
5.根据权利要求1所述的矿用电机车变流器新型驱动电路，其特征在于，所述耐高压电阻R16、R26为耐压2000V的高压电阻。
【文档编号】H02M1/08GK203827166SQ201420255650
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】邓永红, 李学哲, 马红梅 申请人:华北科技学院