一种IGBT并联驱动电压分离电路的制作方法

本实用新型涉及一种IGBT驱动技术领域，尤其涉及一种IGBT并联驱动电压分离电路。

背景技术：

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）是MOSFET管和双极晶体管的复合器件，它既具有MOSFE管易驱动的特点，又具有功率晶体管高电压和电流大等优点。IGBT可发挥出MOSFET管和功率晶体管各自的优点，广泛地应用于变频器、交流电机、开关电源等领域。

IGBT由于晶圆芯片的限制，单只IGBT输出电流能力是有限制的，对于大功率变频器等工业设备而言，经常会需要大电流输出，因此IGBT在使用时会进行并联使用以增大输出电流能力。IGBT作为高速开关器件，一般开关频率在几十KHz左右，在并联时对并联的IGBT打开的一致性、每只IGBT电流的均衡度均提出较高的要求。另外，IGBT内部包含双极晶体管，其打开、关断需要一定的电压及电流，即对驱动电路的功率有一定要求。

目前，专利号为CN201621487273的实用新型专利公开了一种“并联IGBT专用驱动模块”，披露了一种利用数控隔离电源输出相应幅值电压至驱动与放大单元，驱动单元接收信号生成脉冲控制信号经放大后至IGBT以控制IGBT的开通时间和开通速度的技术方案，达到并联IGBT均流结果。

但是，该技术方案存在以下问题和缺点： IGBT并联使用时，每只IGBT有各自的驱动电路；驱动信号从控制部分发出后，首先进行分离，然后分别提供给各自IGBT的驱动电路，各自IGBT驱动电路对驱动信号进行隔离、放大，驱动IGBT的打开及关断。对于此种控制方式而言，驱动信号单独进行放大，由于受器件差异的影响，驱动信号进行隔离放大后，到单只IGBT上时，差异往往会较大，造成IGBT打开的一致性不好，此时一般做法是增大IGBT的余量，增加了成本。并且IGBT开关时间差异到一定程度时，往往会带来一定的风险，造成器件损坏，使得设备运行可靠性变差。

技术实现要素：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种成本低，方法简单，驱动至单只IGBT上的信号一致性好、差异小且可靠性高特别是针对大功率的IGBT并联驱动电压分离电路。

为实现上述目的，本实用新型提供的IGBT并联驱动电压分离电路包括驱动一只IGBT的隔离驱动信号单元、具有二次放大电路的放大单元和具有防止米勒效应的IGBT驱动电压分离电路单元，其特征在于，所述隔离驱动信号单元包括具有抗干扰作用的滤波电容C1与具有隔离放大作用的光耦PC1，滤波电容C1与光耦PC1并联；隔离驱动信号单元与放大单元相连；放大单元包括驱动电阻R1、R2和晶体三极管NQ1、PQ1、NQ2、PQ2，驱动电阻R1与并联的晶体三极管NQ1、PQ1串联构成一次放大电路结构，驱动电阻R2与并联的晶体三极管NQ2、PQ2串联构成二次放大电路结构；放大单元与IGBT驱动电压分离电路单元相连；IGBT驱动电压分离电路单元包括预设数量的阻值参数相同的对驱动电压进行分离的栅极电阻R和预设数量的IGBT，具有保护作用的预设数量的钳位二极管Z和泄放电阻R，以及预设数量的具有续流作用的二极管D, 栅极电阻R与IGBT串联，钳位二极管Z、泄放电阻R及二极管D与IGBT并联。

所述隔离驱动信号单元采用具有隔离、放大功能的IGBT专用驱动芯片。

所述放大单元采用两级放大电路。

所述隔离驱动信号单元与放大单元配置有驱动电压能力的检测电路及IGBT故障检测电路。

所述IGBT驱动电压分离电路单元中实现驱动电压和电流平均分配的预设数量的栅极电阻R的阻值参数相同，预设数量的栅极电阻R并联后连接至驱动电路，栅极电阻R的另一端连接至IGBT，用于防止IGBT在高频运行时的米勒效应产生误动作的钳位二极管、泄放电阻、续流二极管均与IGBT并联。

本实用新型的有益效果是：通过隔离驱动信号单元与放大单元增大驱动力，同时驱动预设数量的并联的IGBT，达到每只IGBT开关时间差异小，打开一致性好，电流均衡度好，使设备运行可靠。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构原理图；

附图2是本实用新型三只IGBT并联驱动电压分离电路的结构示意图；

附图3是本实用新型三只IGBT并联时每只的打开波形图；

附图中：1、隔离驱动信号单元，2、放大单元，3、IGBT驱动电压分离电路单元。

具体实施方式：

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型进行更加详细的描述。

结合图1、图2、图3和实施例对本实用新型进一步详细描述，以便公众更好地掌握本实用新型的实施方法，本实用新型具体的实施方案为：

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在图1中，本实用新型包括隔离驱动信号单元1、放大单元2和IGBT驱动电压分离电路单元3。隔离驱动信号单元1与放大单元2相连将控制信号进行两级晶体三极管进行两次放大，放大单元2与IGBT驱动电压分离电路单元3相连将放大后的驱动电压引至带有栅极电阻的预设数量的并联的IGBT。驱动信号由控制板发出，是一种PWM信号，PWM信号经过隔离放电电路，在进行驱动电压分离，同时驱动预设数量的并联的IGBT。

实施例1

在图2中，本实用新型三只IGBT并联驱动电压分离电路的结构示意图。PWM+、PWM-驱动信号首先进入一光耦PC1进行隔离放大，其中C1属于滤波电容，起到一定抗干扰作用。当前的光耦驱动能力有限，仅能驱动一只IGBT，因此将其通过电阻R1驱动一小电流晶体管NQ1、PQ1，进行第一次放大，放大后再通过电阻R2驱动更大电流的晶体管NQ2、PQ2，进行第二次放大；放大后将驱动电压同时连接到三个并联的栅极电阻R3、R4、R5上，对驱动电压进行分离，驱动电阻R3、R4、R5器件阻值等参数相同，驱动电阻R3、R4、R5另一端分别连接三只IGBT，为IGBT1、IGBT2、IGBT3。其中Z1、Z2、Z3、R6、R7、R8 为各自IGBT的保护器件，防止IGBT在高频运行时，由于米勒效应产生误动作；D1、D2、D3并联在各自IGBT上，在变频器主电路中，起到电流续流的作用。IGBT1、IGBT2、IGBT3的集电极并联输出至U端，可同时输出大电流。

实施例2

IGBT采用FF300R12KT3，具有300A输出电流，1200V耐压，驱动电阻R3、R4、R5采用5.1Ω/2W电阻。运行后，经示波器测量形成附图3：三只IGBT并联时每只的打开波形图。在附图3中，曲线1为IGBT1打开曲线，曲线2为IGBT2打开曲线，曲线3为IGBT3打开曲线，经过观察，三只IGBT打开时间差异小于20ns，符合并联要求，并且优于其他同功能电路。经过观察，三只IGBT并联时输出电流差异小于1%，符合并联要求，并且优于其他同功能电路。

本实用新型不局限于上述实施形式，可以在本实用新型原则的基础上进行变形，这些变形仍属于本实用新型的范围。

除说明书所述技术特征外，均为本专业技术人员已知技术。