一种自限流igbt驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到工业缝纫机制造技术领域，尤其涉及一种自限流IGBT驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前在工业伺服缝纫机电控的电机驱动电路中，通常使用IGBT或者IPM元件。其中IGBT由于其价格低廉的特点，一直被广泛应用。
[0003]在一体式工业伺服缝纫机电控中，通常使用采样电阻串联于IGBT的发射极的方式采集流过该IGBT元件的实时电流。该电流在采样电阻上形成对应的电压信号输送给DSP0
[0004]在采样电阻串联于IGBT的发射极的方式中，存在的问题是电阻的耐过电流冲击能力弱，因此一般需要在该采样电阻上并联TVS或者其他元件，在电流尖锋过大时，用TVS吸收该脉冲电流，从而保护采样电阻的可靠运行。
[0005]现有技术存在的问题是，当出现上下桥路短暂直通或者其他元件导致通过IGBT的电流极大时，即使使用TVS也难以较好地吸收该大电流，从而导致采样电阻阻值变化，甚至过冲损坏，而TVS本身也存在被大电流损坏的可能性。
[0006]另外，现有技术在采样电阻上需要并联TVS，这不仅增加了成本，而且增加了布板面积，这对于紧凑的一体式工业伺服缝纫机电控对成本以及PCB布板面积的要求是非常不利的。
【实用新型内容】
[0007]针对上述存在的问题，本实用新型公开了一种自限流IGBT驱动电路，该电路在一体式工业伺服缝纫机电控领域中，使用本身自带限流功能的IGBT替代原电流不能受限的IGBT以提高了一体式工业伺服缝纫机电控的可靠性，降低成本，并节约PCB的面积。
[0008]为达到上述目的，本实用新型采取如下具体技术方案:
[0009]一种自限流IGBT驱动电路，其中，所述电路包括:
[0010]正电压母线、负电压母线、第一 IGBT、第二 IGBT、上桥驱动模块和下桥驱动模块；
[0011]所述第一 IGBT的集电极连接所述正电压母线、发射极连接所述第二 IGBT的集电极，所述第二 IGBT的发射极通过一电阻R6连接所述负电压母线；所述第一 IGBT的栅极和发射极通过所述上桥驱动模块连接，且所述第一 IGBT的栅极和发射极之间串联有一电阻R2 ；
[0012]所述第二 IGBT的栅极和负电压母线通过所述下桥驱动模块连接，且所述第二IGBT的栅极和发射极之间串联有一电阻R5 ；
[0013]其中，所述第一 IGBT的发射极和所述第二 IGBT的集电极之间具有一输出端。
[0014]较佳的，上述自限流IGBT驱动电路，其中，所述第一 IGBT的栅极通过串联一电阻Rl连接至所述上桥驱动模块。
[0015]较佳的，上述自限流IGBT驱动电路，其中，所述第一 IGBT的发射极通过串联一电阻R3连接至所述上桥驱动模块。
[0016]较佳的，上述自限流IGBT驱动电路，其中，所述第二 IGBT的栅极通过串联一电阻R4连接所述下桥驱动模块。
[0017]较佳的，上述自限流IGBT驱动电路，其中，所述电路应用于工业伺服缝纫机电控中。
[0018]较佳的，上述的自限流IGBT驱动电路，其中，所述电阻R6为金属膜功率电阻。
[0019]上述技术方案具有如下有点或者有益效果:
[0020]本实用新型公开了一种自限流IGBT驱动电路，通过采用电路设计，使IGBT具有自限流功能，以取代传统上的非限流IGBT，该技术方案一方面可以将电路的最大电流进行限制，从而达到保护电路的目的，另一方面整个电路中无需采用TVS进行限流，进一步提高了一体式工业伺服缝纫机电控的可靠性，降低了成本，节约了 PCB板的面积。
[0021]具体
【附图说明】
[0022]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
[0023]图1是本实用新型中自限流IGBT驱动电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明，但不作为本实用新型的限定。
[0025]为解决现有技术中，因流过IGBT的电流极大时，即使使用TVS也难以较好地吸收该大电流，从而导致采样电阻阻值变化，甚至导致TVS和电阻过冲损坏等缺陷，本实用新型提供了一种自限流IGBT驱动电路，主要应用于应用于工业伺服缝纫机电控中，如图1所示。
[0026]该自限流IGBT驱动电路包括有:正母线电压、负电压母线、第一 IGBT (用Ql表示)和第二 IGBT(用Q2表示)、上桥驱动模块和下桥驱动模块。
[0027]具体的，正电压母线连接第一 IGBT的集电极，第一 IGBT的发射极连接第二 IGBT的集电极，第二 IGBT的发射极通过串联一电阻R6连接负电压母线，从而组成一个由正母线电压经串联的两IGBT直至负电压母线的电路通过。
[0028]在本实用新型的实施例中，该电阻R6作为一个电流采样电阻用于实时监控整个电路的安全状态，以起到保护电路的作用。
[0029]其中，第一 IGBT的发射极和第二 IGBT的集电极之间具有一个输出端，用于连接其它设备或测试装置。
[0030]第一 IGBT的栅极和发射极均通过上桥驱动模块连接，且所述第一 IGBT的栅极和发射极之间串联有电阻R2 ;第二 IGBT的栅极和负电压母线均通过下桥驱动模块连接，且所述第二 IGBT的栅极和发射极之间串联有电阻R5。
[0031]为驱动控制所述第一 IGBT和第二 IGBT的开关状态，在本实用新型的实施例中，第一 IGBT的栅极通过串联一电阻Rl连接至一上桥驱动模块；第一 IGBT的发射极也通过串联一电阻R3连接至该上桥驱动模块。同样，第二 IGBT的栅极通过串联一电阻R4连接一下桥驱动模块。其中，上桥驱动模块和下桥驱动模块通过提供电流信号输入至第一 IGBT和第二IGBT的栅极，用于控制第一 IGBT和第二 IGBT的开、关，从而控制整个电路的导通状态。
[0032]另外，电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R6均具有保护电路效果。
[0033]其中，电阻R6为电流采样电阻，本实施例选0.05欧的金属膜功率电阻为例。当使用传统的不带自限流功能的IGBT时，选取TVS为5V，125A的参数，在某些情况下，通过IGBT的电流超过100A，TVS迅速导通分流通过采样电阻R6上的电流，以保护电阻R6。但由于IGBT不限流，通过IGBT的电流也可能是远大于100A，这时容易超过TVS的分流能力，导致TVS损坏或者电阻R6损坏。
[0034]通过本实施例中的电路设计，正电压母线和负电压母线用于给该电路提供电压，上桥驱动模块和下桥驱动模块通过分别控制第一 IGBT和第二 IGBT的开、关，以控制整个电路的工作状态(分为全导通、部分导通、均未导通三种工作状态)，其电路为工业伺服缝纫机电控IGBT常规电路的创新设计，因此具体工作原理不再介绍，仅介绍本实用新型的特殊之处。
[0035]本电路设计主要针对第一 IGBT和第二 IGBT均导通状态下的电路保护，当然对于其他两种状态下同样适应。
[0036]本实用新型的第一 IGBT和第二 IGBT均具有自限流功能(通过限载流子数量予以实现)，如图1所示，在第一 IGBT的栅极和第一 IGBT的发射极之间串联有电阻R2，当正电压母线提供较大的电压时，第一 IGBT的发射极的电压升高，导致第一 IGBT的栅极和集电极之间的电压差降低，因此第一 IGBT发射极输出电流降低。同样因第二 IGBT的栅极和发射极之间串联有电阻R5，因此第二 IGBT的输出电流或电阻R6上的电流很大程度上降低，相对于上述传统不带自限流功能的IGBT电路，使得通过两IGBT的最大电流不超过44A，因此通过电阻R6上的电流不会超过44A，TVS在任何情况下均不会导通分流，可以将其删除，这种自限流IGBT驱动电路在生产上可以删除TVS以降低成本，节省PCB的布板面积，同时保护了电阻R6，进一步提高了电控的可靠性。
[0037]综上所述，本实用新型公开了一种自限流IGBT驱动电路，包括正电压母线、负电压母线、第一 IGBT和第二 IGBT以及上、下桥驱动模块和各电阻，该技术方案通过采用电路设计，使两IGBT具有自限流功能，一方面可以将电路的最大电流进行限制，从而达到保护电路的目的，另一方面整个电路中无需采用TVS进行限流，进一步提高了一体式工业伺服缝纫机电控的可靠性，降低了成本，节约了 PCB板的面积。
[0038]本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本实用新型的实质内容，在此不予赘述。
[0039]以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种自限流IGBT驱动电路，其特征在于，所述电路包括: 正电压母线、负电压母线、第一 IGBT、第二 IGBT、上桥驱动模块和下桥驱动模块； 所述第一 IGBT的集电极连接所述正电压母线、发射极连接所述第二 IGBT的集电极，所述第二 IGBT的发射极通过一电阻R6连接所述负电压母线；所述第一 IGBT的栅极和发射极通过所述上桥驱动模块连接，且所述第一 IGBT的栅极和发射极之间串联有一电阻R2 ; 所述第二 IGBT的栅极和负电压母线通过所述下桥驱动模块连接，且所述第二 IGBT的栅极和发射极之间串联有一电阻R5 ; 其中，所述第一 IGBT的发射极和所述第二 IGBT的集电极之间具有一输出端。
2.如权利要求1所述自限流IGBT驱动电路，其特征在于，所述第一IGBT的栅极通过串联一电阻Rl连接至所述上桥驱动模块。
3.如权利要求1所述自限流IGBT驱动电路，其特征在于，所述第一IGBT的发射极通过串联一电阻R3连接至所述上桥驱动模块。
4.如权利要求1所述自限流IGBT驱动电路，其特征在于，所述第二IGBT的栅极通过串联一电阻R4连接所述下桥驱动模块。
5.如权利要求1所述自限流IGBT驱动电路，其特征在于，所述电路应用于工业伺服缝纫机电控中。
6.如权利要求1所述自限流IGBT驱动电路，其特征在于，所述电阻R6为金属膜功率电阻。
【专利摘要】本实用新型涉及到工业缝纫机制造技术领域，尤其涉及一种自限流IGBT驱动电路，包括正电压母线、负电压母线、第一IGBT和第二IGBT以及上、下桥驱动模块和各电阻，该技术方案通过采用电路设计，使两IGBT具有自限流功能，一方面可以将电路的最大电流进行限制，从而达到保护电路的目的，另一方面整个电路中无需采用TVS进行限流，进一步提高了一体式工业伺服缝纫机电控的可靠性，降低了成本，节约了PCB板的面积。
【IPC分类】H02M1-088
【公开号】CN204408179
【申请号】CN201520095923
【发明人】胡海兵, 朱兰斌, 孙佩
【申请人】上海鲍麦克斯电子科技有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月10日