一种集成化igbt驱动方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及IGBT驱动技术领域，尤其涉及一种集成化IGBT驱动方法及装置，适用于1700V及以下采用EconoDual封装的IGBT半桥模块的驱动场合，如整流器、逆变器等。
【背景技术】
[0002]在1700V及以下的较大功率IGBT应用场合，采用17mm EconoDual封装的IGBT半桥模块不仅在结构布局方面容易获得最优设计，也更有利于系统紧凑，产品小型化。目前应用于IGBT的驱动方案主要为采用光电隔离技术的分离器件或厚膜驱动模块设计驱动电路以及采用一些厂家开发的变压器经过抗干扰处理的即插即用型的磁隔离集成驱动器。采用分离器件设计的驱动电路一般是将单块电路板直接安装在电磁干扰极其强烈的IGBT半桥模块上方，因驱动装置中易受干扰的核心驱动控制电路很难经受大电流，如短路工况下的高强度电磁干扰，经常出现驱动装置误报警、误动作等问题，从而影响整个系统的可靠性和稳定性。而采用即插即用型驱动器则不仅有成本昂贵的问题，而且驱动电路设计的灵活性及接口也都受局限。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明提供一种集成化IGBT驱动方法及装置，具有结构紧凑、驱动效果好、抗干扰能力强，成本低、接口灵活。
[0004]为实现上述发明目的，本发明的实现方案如下:
一种集成化IGBT驱动装置，包括:核心控制上板200、IGBT接口下板100和IGBT模块，所述核心控制上板与IGBT接口下板通过单排插针插座连接，IGBT接口下板通过焊盘直接与IGBT模块连接成一个整体；其中核心控制上板与IGBT接口下板之间配置有防止震动的塑胶螺柱固定连接；其中位于核心控制上板与IGBT模块之间平行放置的IGBT接口下板设置为屏蔽强电磁干扰源的IGBT模块对核心控制上板干扰的屏蔽层板；
其中的单排插针插座、塑胶螺柱便于驱动装置的拆装，或将核心控制上板的插针直接焊装在IGBT接口下板上，增强驱动器连接可靠性，用在震动强烈的场合。
[0005]一种集成化IGBT驱动装置，所述核心控制上板200上设置有易受干扰的核心驱动控制电路，包括:5V电源电路、输入PWM整形电路、故障信号锁存电路、DC/DC电源模块、光电隔离驱动电路、推挽输出电路、短路保护电路、欠压检测电路、故障反馈电路，所述输入PWM整形电路由上桥臂PWM整形电路、下桥臂PWM整形电路组成；
上桥臂PWM整形电路、下桥臂PWM整形电路的输入端分别通过单排插针220、IGBT接口下板上的单排插座120与驱动器接口端子110对应的上桥臂端、下桥臂端相连；
上桥臂PWM整形电路、下桥臂PWM整形电路的输出端分别通过上、下桥臂的光电隔离驱动电路与上桥臂的推挽输出电路、下桥臂的推挽输出电路相连，上桥臂的推挽输出电路、下桥臂的推挽输出电路的输出端分别通过单排插针230、240与IGBT接口下板的驱动电阻、钳位吸收电路相连； 上桥臂的推挽输出电路、下桥臂的推挽输出电路的输出端分别通过上、下桥臂的欠压检测电路与上、下桥臂的故障反馈电路相连；上、下桥臂的故障反馈电路的输出端通过故障信号锁存电路分别通过单排插针220、IGBT接口下板上的单排插座120与驱动器接口端子110对应的反馈端相连；
其中上、下桥臂的故障反馈电路的另一输入端通过短路保护电路与IGBT接口下板上的Vce检测电路相连；
其中上、下桥臂的光电隔离驱动电路和推挽输出电路的电源端分别通过上、下桥臂的DC/DC电源模块分别通过单排插针220、IGBT接口下板上的单排插座120与驱动器接口端子110对应的电源端相连；所述上、下桥臂的光电隔离驱动电路的电源端与上、下桥臂的故障反馈电路的电源端相连。
[0006]一种集成化IGBT驱动装置，所述核心控制上板200为印制板，印制板的两侧上设置有为IGBT接口下板固定IGBT模块的引出插针及安装孔位置的内向凹槽201、202、205、206，核心控制上板200的中部设置有为加强上下板固定而布置的安装塑胶支柱螺钉的三个开孔206，三个开孔206中部设置有设置有电气隔离的开槽203、204、207。
[0007]一种集成化IGBT驱动装置，所述IGBT接口下板100上设置的IGBT接口电路，包括:上桥臂、下桥臂的驱动电阻钳位吸收电路，上桥臂、下桥臂的Vce检测电路、驱动器接口端子110;
所述上桥臂的驱动电阻钳位吸收电路、Vce检测电路的一端分别通过单排插座130与核心控制上板200上的单排插针230相连，另一端分别通过焊盘102、103与IGBT模块上桥臂端的插针连接；
所述下桥臂的驱动电阻钳位吸收电路、Vce检测电路的一端分别通过单排插座140与核心控制上板200上的单排插针240相连，另一端分别通过焊盘104、105与IGBT模块下桥臂端的插针连接；
所述驱动器接口端子110通过单排插座120与核心控制上板上的插排220相连；其中的Vce检测电路为高压二极管构成；
其中，上桥臂端的焊盘102为IGBT模块上桥臂端的插针与上桥臂的驱动电阻钳位吸收电路相连的焊盘位，上桥臂端的焊盘103为IGBT模块上桥臂端的插针与上桥臂的Vce检测电路相连的焊盘位；下桥臂端的焊盘104为IGBT模块下桥臂端的插针与下桥臂的驱动电阻钳位吸收电路相连的焊盘位，下桥臂端的焊盘105为IGBT模块上桥臂端的插针与下桥臂的Vce检测电路相连的焊盘位；IGBT接口下板100的印制板上设置有固定IGBT模块的开孔101、安装塑胶支柱螺钉的开孔106。
[0008]一种集成化IGBT驱动装置，所述核心控制上板的DC/DC电源模块为给上、下桥臂驱动输出电路供电的两个电源模块，用于在一个电源模块损坏时另一路仍正常工作，避免因电源模块故障而导致桥臂直通损坏器件的发生。
[0009]一种集成化IGBT驱动的方法，采用将易受干扰的核心驱动控制电路与不易受干扰的IGBT接口电路进行分离，用于在核心控制上板与强电磁干扰源的IGBT模块之间增加一个屏蔽层的IGBT接口下板，提高抗干扰能力；包括:
I)集成化IGBT驱动装置的设置，具体步骤如下:
a.将易受干扰的核心驱动控制电路布置在核心控制上板上，用于低电压、弱信号的核心驱动控制电路易受干扰的布局，且核心驱动控制电路采用光电隔离器件，避免干扰增强抗干扰能力；
b.将IGBT接口电路布置在IGBT接口下板100上，用于IGBT接口电路的高电压、强信号布板导线的覆铜面积，提高器件散热能力，并具有减小驱动回路杂散电感的效果；
c.将核心控制上板平行放置在IGBT接口下板上方，
核心控制上板200通过插排与IGBT接口下板100连接，具体的是通过核心控制上板上的单排插针220与IGBT接口下板上的插排120连接，核心控制上板上的插排230与IGBT接口下板上的插排130连接，核心控制上板上的插排240与IGBT接口下板上的插排140连接；
IGBT接口下板100通过焊盘直接与IGBT模块连接，构成核心控制上板与强电磁干扰源的IGBT模块之间增加了一个屏蔽层的IGBT接口下板，用于提高驱动装置的抗干扰能力、稳定性和驱动效果；
2)集成化IGBT驱动的方法，具体步骤如下:
a.将外部控制器传输给集成化IGBT驱动装置的15V电源及两路PWM信号，首先经过安装在IGBT接口下板100上的驱动器接口端子110传输给IGBT接口下板上的单排插座120，然后通过核心控制上板200的单排插针220传输给核心控制上板电路；
b.输入核心控制上板