一种防桥臂直通驱动保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及驱动保护电路技术领域，尤其涉及一种防桥臂直通驱动保护电路。
【背景技术】
[0002]在新能源并网发电及储能充放电变流器的主电路中，广泛应用如半桥，全桥，全桥移相等电路拓扑，如果出现上下管直通的情况，就会导致桥臂短路，形成很大的短路电流，造成开关管损坏甚至爆炸。
[0003]导致变流器桥臂直通的原因有以下几种:DSP或MCU等数字处理芯片受供电电源的工作稳定性的影响会导致程序运行出错，产生错误驱动控制信号；WDSP或MCU到开关管驱动光耦低压侧布线也可能受变流器内部其它信号干扰，产生错误驱动控制信号；驱动光耦可能因高温老化问题产生信号传输延迟时间增大，从而导致上下桥臂传输信号不一致，产生错误驱动控制信号；米勒电容导致的寄生开通，导致上下管直通。
[0004]目前，解决变流器主电路桥臂直通问题的方式主要有以下两种:检测绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，的电流或管压降判断短路电流(侧面反应桥臂可能出现直通)，通过关断短路的IGBT来实现直通闭锁；或者检测DSP或MCU等数字处理器发出的控制信号，对控制信号进行逻辑互锁。检测IGBT短路来闭锁桥臂直通的方式是在直通故障已经发生的情况下对故障切除，IGBT会经过一定时间的短路电流，这会大大降低IGBT的寿命。而对驱动控制信号逻辑互锁的方法不能保护因驱动光耦老化与米勒电容导致的桥臂直通问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种防桥臂直通驱动保护电路，保护IGBT不因桥臂直通而损坏。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防桥臂直通驱动保护电路，包括:
[0007]驱动信号生成电路，设有上半桥信号输出端和下半桥信号输出端，所述上半桥信号输出端和下半桥信号输出端分别输出驱动信号生成电路生成的上半桥驱动信号和下半桥驱动信号；
[0008]上下半桥驱动电路，包括上半桥驱动单元和下半桥驱动单元，所述上半桥驱动单元设有上半桥驱动信号输入端和上半桥驱动输出端，所述下半桥驱动单元设有下半桥驱动信号输入端和下半桥驱动输出端；所述上半桥驱动信号输入端连接所述上半桥驱动信号输出端，所述下半桥驱动信号输入端连接所述下半桥驱动信号输出端，所述上半桥驱动单元和下半桥驱动单元分别用于对上半桥驱动信号和下半桥驱动信号进行隔离放大，并分别通过所述上半桥驱动输出端和所述下半桥驱动输出端输出；
[0009]互锁电路，设有上半桥互锁输入端、下半桥互锁输入端、上半桥互锁输出端和上半桥互锁输出端，所述上半桥互锁输入端连接所述上半桥驱动输出端，所述下半桥互锁输入端连接所述下半桥驱动输出端，所述互锁电路用于根据所述上下半桥驱动电路的上半桥驱动输出端和下半桥驱动输出端输出的信号对上半桥和下半桥进行互锁保护；
[0010]半桥主电路，设有第一输入端、第二输入端，所述第一输入端连接所述上半桥互锁输出端，所述第二输入端连接所述下半桥互锁输出端，所述半桥主电路用于防止桥臂直通。
[0011]进一步的，所述驱动信号生成电路包括DSP/MCU芯片，所述DSP/MCU芯片的PWM1输出端口连接所述上半桥信号输出端，所述DSP/MCU芯片的PWM2输出端口连接所述下半桥信号输出端。
[0012]进一步的，所述上下半桥驱动电路具体包括第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管，其中，
[0013]所述第一光电耦合器的Anode端通过第一电阻连接所述上半桥驱动信号输入端，Cathode端接地，Vcc端连接第一隔离驱动电源的正极，GND端连接所述第一隔离驱动电源的负极，NC端置空，Vo端接通过第二电阻分别连接所述第一三极管的基极和所述第二三极管的基极，所述第一三极管的集电极连接所述第一隔离驱动电源的正极，发射极通过第三电阻连接所述上半桥驱动输出端，所述第二三极管的集电极连接所述第一隔离驱动电源的负极，发射极通过第四电阻连接所述上半桥驱动输出端；
[0014]所述第二光电耦合器的Anode端通过第五电阻连接所述下半桥驱动信号输入端，Cathode端接地，Vcc端连接第二隔离驱动电源的正极，GND端连接所述第二隔离驱动电源的负极，NC端置空，Vo端接通过第六电阻分别连接所述第三三极管的基极和所述第四三极管的基极，所述第三三极管的集电极连接所述第二隔离驱动电源的正极，发射极通过第七电阻连接所述下半桥驱动输出端，所述第四三极管的集电极连接所述第二隔离驱动电源的负极，发射极通过第八电阻连接所述下半桥驱动输出端。
[0015]进一步的，所述互锁电路包括第一高速光耦、第二高速光耦、第一二极管、第二二极管、第五三极管和第六三极管，其中，
[0016]所述第一高速光耦的Anode端通过第九电阻分别连接所述上半桥互锁输入端和所述上半桥互锁输出端，Cathode端引脚通过正向的第一二极管连接至所述第一隔离驱动电源的负极，GND端连接至所述第二隔离驱动电源的负极，OUTPUT端连接所述第六三极管的基极，Vcc端连接所述第二隔离驱动电源的正极，还通过第十电阻连接所述OUTPUT端；
[0017]所述第二高速光親的Anode端通过第^ 电阻分别连接所述下半桥互锁输入端和所述下半桥互锁输出端，Cathode端引脚通过正向的第二二极管连接至所述第二隔离驱动电源的负极，GND端连接至所述第一隔离驱动电源的负极，OUTPUT端连接所述第五三极管的基极，Vcc端连接所述第二隔离驱动电源的正极，还通过第十二电阻连接所述OUTPUT端;
[0018]所述第五三极管的发射极连接所述上半桥互锁输出端，集电极连接所述第一隔离驱动电源的负极；
[0019]所述第六三极管的发射极连接所述下半桥互锁输出端，集电极连接所述第二隔离驱动电源的负极。
[0020]进一步的，所述半桥主电路包括第一绝缘栅双极性晶体管和第二绝缘栅双极性晶体管，其中，
[0021]所述第一绝缘栅双极性晶体管的栅极连接所述第一输入端，集电极连接直流母线正极，发射极分别连接所述第一隔离驱动电源的负极和所述第二绝缘栅双极性晶体管的集电极，所述第二绝缘栅双极性晶体管的栅极连接所述第二输入端，发射极连接直流母线负极。
[0022]进一步的，所述第一光电耦合器为驱动专用光电耦合器，所述第二光电耦合器为驱动专用光电耦合器。
[0023]进一步的，所述第一三极管和所述第三三极管为NPN型三极管，所述第二三极管和所述第四三极管为PNP型三极管。
[0024]进一步的，所述第一隔离驱动电源的正极电位为+15V，负极电位为0V。
[0025]进一步的，所述第二隔离驱动电源的正极电位为+15V，负极电位为0V。
[0026]进一步的，所述第一隔离驱动电源的正极、负极与所述第一隔离驱动电源的正极、负极之间相互隔离。
[0027]实施本发明，具有如下有益效果:
[0028](1)对半桥驱动电路上下桥臂驱动的门极驱动电位进行直通监测，门极驱动电位同时为高电平的情况时，立即对门极驱动电位进行拉低闭锁，防止半桥主电路出现上下直通故障，保护上下桥臂IGBT不因桥臂直通引起的短路电流而损坏或爆炸，且在门极驱动电位正常时自动解除闭锁，无需人为干预。
[0029](2)不仅对于DSP或MCU等数字处理芯片受供电电源的工作稳定性的影响会导致程序运行出错，产生错误驱动控制信号；WDSP或MCU到开关管驱动光耦低压侧布线也可能受变流器内部其它信号干扰，产生错误驱动控制信号进行保护，而且对驱动光耦可能因高温老化问题产生信号传输延迟时间增大，从而导致上下桥臂传输信号不一致，产生错误驱动控制信号；米勒电容导致的寄生开通，导致上下管直通等问题也可以有效地进行闭锁保护。
[0030](3)上下桥臂门极驱动电位信号采用高速光耦相互监测，并通过三极管进行钳位闭锁，保护动作时间快，安全可靠。
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1是本发明提供的防桥臂直通驱动保护电路的一个实施例的电路结构图；
[0033]图2是图1中的驱动信号生成电路的内部具体电路图；
[0034]图3是图1中上下半桥驱动电路的内部具体电路图；
[0035]图4是图1中互锁电路的内部具体电路图；
[0036]图5是图1中半桥主电路的内部具