一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路的制作方法

文档序号:11928660阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路,其特征在于,包括:

安装于每个并联IGBT表面的驱动适配板;

PWM一级放大电路,用于将PWM信号进行滤波放大处理;

辅助电源掉电保护电路,所述辅助电源掉电保护电路包括电源监测电路和驱动复位电路,所述电源监测电路发送驱动电源复位信号至所述驱动复位电路,且所述驱动复位电路与所述PWM一级放大电路输出端相连;

与所述辅助电源掉电保护电路输出端相连的驱动推挽电路,所述驱动适配板与所述驱动推挽电路的输出端通过驱动电缆连接,当所述PWM信号为低电平,且所述驱动电源复位信号为高电平时,所述驱动推挽电路控制并联的所述IGBT导通,当所述PWM信号为高电平或所述驱动电源复位信号为低电平时,所述驱动推挽电路控制并联的所述IGBT关断;

驱动短路保护电路,所述驱动短路保护电路的输入端分别与所述驱动推挽电路的输出端和所述驱动适配板相连,用于判断所述IGBT是否存在短路故障,并输出短路保护信号和软关断标志信号;

驱动断线保护电路,所述驱动断线保护电路的输入端连接所述驱动电缆,用于判断所述驱动电缆是否存在断线故障,并输出断线保护信号;

IGBT软关断电路,所述IGBT软关断电路与所述驱动短路保护电路的输入端信号连接,用于根据所述软关断标志信号关闭所述IGBT;

驱动故障输出电路,所述驱动故障输出电路的输入端分别与所述驱动短路保护电路和所述驱动断线保护电路的输出端相连,用于根据所述短路保护信号SC和所述断线保护信号输出IGBT故障保护信号。

2.如权利要求1所述的一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路,其特征在于:

所述驱动适配板包括驱动开通电阻R1、驱动关闭电阻R2、二极管D1和稳压管D2,所述驱动开通电阻R1、驱动关闭电阻R2、二极管D1和稳压管D2的一端分别连接所述驱动光缆的接口,所述驱动开通电阻R1的另一端与所述IGBT的门极连接,所述驱动关闭电阻R2的另一端与IGBT的发射极连接,所述二极管D1的另一端与IGBT的集电极连接,稳压管D2并联在IGBT的门极与发射极之间。

3.如权利要求1所述的一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路,其特征在于:

所述PWM一级放大电路包括电阻R7、电阻R8、电阻R9和三极管Q1,所述电阻R7的一端接收上层指令的PWM信号,所述电阻R7和电阻R8的连接端与所述三极管Q1的基极连接,电阻R8的另一端与所述三极管Q1的发射极相连并接地,所述三极管Q1的集电极经电阻R9施加+15V电压。

4.如权利要求1所述的一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路,其特征在于:所述辅助电源掉电保护电路包括电源监测电路和驱动复位电路,所述电源监测电路发送驱动电源复位信号至所述驱动复位电路;

所述驱动复位电路包括电阻R10、电阻R111、电阻R12、三极管Q2和三极管Q3,驱动电源复位信号经电阻R10至所述三极管Q2的集电极,所述三极管Q2和三极管Q3的基极相连且与电阻R10的一端相连,电阻R10的另一端连接所述PWM一级放大电路的输出端,所述三极管Q2和三极管Q3的发射极相连且与电阻R12的一端相连,电阻R12的另一端连接所述驱动推挽电路,所述三极管Q3的集电极接地。

5.如权利要求1所述的一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路,其特征在于:

所述驱动推挽电路包括光耦U1、三极管Q4和三极管Q5,所述光耦U1的原边连接所述辅助电源掉电保护电路的输出端,所述光耦U1的副边经电阻R13连接所述三极管Q4和三极管Q5的基极,三极管Q4的基极和发射极之间连接电阻R14,三极管Q5的基极和发射极之间连接电阻R15,三极管Q4的集电极连接驱动正电源L_+15V,三极管Q5的集电极连接驱动负电源L_-10V,且三极管Q4的发射极经二极管D7、二极管D8和二极管D9连接所述驱动电缆的接口,所述光耦U1的副边经电阻R13连接所述驱动短路保护电路,所述三极管Q5的发射极连接所述驱动电缆的接口。

6.如权利要求1所述的一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路,其特征在于:所述驱动短路保护电路包括滤波电阻R16、滤波电阻R19、上拉电阻R17、滤波电容C1、滤波电容C2、二极管D10、二极管D11、电阻R18、电阻R20、电阻R21、电阻R22、二极管D12,比较器U1和比较器U2、电阻R23、电阻R24、电阻R25、三极管Q6、限流电阻R26、电阻R28和光耦U4,

滤波电阻R16的一端连接所述驱动电缆的接口,滤波电阻R16的另一端同时与上拉电阻R17、滤波电容C1和二极管D10阳极相连,上拉电阻R17的另一端上拉至驱动正电源L_+15V,滤波电容C1的另一端和电阻R18相连至所述驱动电缆的接口,二极管D10阴极连接电阻R18的另一端和比较器U1的正端,比较器U1的负端经电阻R21与电源Uref1相连;

滤波电阻R19的一端连接所述驱动推挽电路,滤波电阻R19的另一端同时连接二极管D11阳极和滤波电容C2,滤波电容C2的另一端和电阻R20相连至所述驱动电缆的接口,比较器U2的负端经电阻R22与电源Uref2相连,二极管D11阴极连接电阻R20另一端和比较器U1的正端,二极管D12阴极连接比较器U2的正端,二极管D12阳极连接比较器U2的输出端;

比较器U1的输出端和比较器U2的输出端同时连接电阻R23和R24的连接端,电阻R23的另一端上拉至驱动正电源L_+15V,R24的另一端同时连接电阻R25和三极管Q6的基极,电阻R25的另一端与三极管Q6的发射极同时连接驱动负电源L_-10V,三极管Q6的集电极输出经限流电阻R26与光耦U4原边相连,限流电阻R26的另一端连接至驱动正电源L_+15V,光耦U4输出短路保护信号,短路保护信号经电阻R28下拉至电源接地,光耦U4原边引出软关断标志信号。

7.如权利要求1所述的一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路,其特征在于:

所述驱动断线保护电路包括上拉电阻R29、上拉电阻R30、上拉电阻R31、二极管D13、二极管D14、二极管D15、分压电阻R32、分压电阻R33、分压电阻R34、三极管Q7、电阻R35、电阻R36、三极管Q8、电阻R37、光耦U5和电阻R38;

二极管D13、二极管D14、二极管D15的阳极连接所述驱动推挽电路的输出端,二极管D13、二极管D14、二极管D15的阴极并联,共同连接至电阻R32,电阻R32的另一端与三极管Q7的基极相连,电阻R33两端并联在Q7的基极和Q7的发射极之间,Q7的发射极与所述驱动推挽电路的输出端相连,电阻R34一端连接至驱动负电源L_-10V,另一端与三极管Q7发射极相连;

三极管Q7的集电极经电阻R35上拉至驱动正电源L_+15V,三极管Q7的集电极经电阻R36与三极管Q8的基极相连,三极管Q8的发射极与驱动正电源L_+15V相连,三极管Q8的集电极与光耦U5原边相连,电阻R37并联在光耦原边限流;光耦U5副边输出断线保护信号,断线保护信号经电阻R38下拉至电源地。

8.如权利要求1所述的一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路,其特征在于:

IGBT软关断电路包括三极管Q9、三极管Q10、电阻R39、电阻R40和电阻R41,其中驱动短路保护电路输出的软关断标志信号STF经电阻R39连接至三极管Q9的基极,三极管Q9和三极管Q10的发射极与驱动负电源L_-10V连接,三极管Q9的集电极与三极管Q10的基极相连,三极管Q10的基极经电阻R40与驱动正电源L_+15V相连,三极管Q10的集电极经电阻R41与驱动正电源L_+15V相连。

9.如权利要求1所述的一种大功率高压变频器中的IGBT并联驱动及驱动保护电路,其特征在于:

所述驱动故障输出电路包括二极管D16、二极管D17、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45和三极管Q11,二极管D16、二极管D17的阳极分别于短路保护信号SC、断线保护信号相连,二极管D16、二极管D17的阴极并联,经电阻R42连接至三极管Q11基极,电阻R43并联在三极管Q11的基极和发射极之间,三极管Q11集电极经电阻R44上拉至电源+5V,三极管Q11发射极与电源地相连,三极管发射极经电阻R45输出IGBT故障保护信号。

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