一种多电平驱动装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多电平驱动装置，该装置可以包括电源电路单元、IGBT驱动控制单元、IGBT驱动单元、故障信号采集单元、故障信号输出单元，其特征在于，所述电源电路单元以及所述IGBT驱动单元分别与所述IGBT驱动控制单元相连，所述故障信号采集单元的输入端与所述IGBT驱动单元相连，所述故障信号采集单元的输出端与所述故障信号输出单元相连，所述故障信号输出单元的输出端与所述IGBT驱动控制单元相连；通过本申请提供的多电平驱动装置，电路布局简单合理，制作成本低廉，可以检测和控制产生短路等故障时的通断电情况。可以提高该驱动装置的稳定性以及可靠性。
【专利说明】
一种多电平驱动装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及驱动装置技术领域，特别涉及一种多电平驱动装置。
【背景技术】
[0002]IGBT(Insulated GateBipolar Transistor)，绝缘棚.双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。IGBT非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。IGBT模块在目前DC(直流电)-DC，DC-AC(交流电)变换器中被广泛应用，由于其所需驱动功率大于MOS管，所以常规MOS管驱动电路不能应用于IGBT驱动中，而目前的IGBT驱动电路常采用集成驱动方式，对于小容量IGBT，成本较高，集成驱动的供电常用的方式为使用两个变压器绕组产生负电压，变压器绕制复杂，驱动电源需要增加反馈回路，电路结构也变复杂。当IGBT发生短路故障时，流过IGBT的短路电流随着门极电压的升高而升高，而IGBT能承受短路故障的时间则随着门极电压的升高而降低。工作于多电平模式的IGBT，当其发生短路故障时，驱动电路不能立即关断IGBT，而是需要将故障信号返回到上位机，由上位机统一安排关断时序，因此，与两电平工作模式相比，多电平工作模式时，IGBT需要承受更长的短路故障时间，这就意味着，IGBT因短路故障损坏的风险大大增大。
【实用新型内容】
[0003]基于上述问题，本实用新型实施例公开了一种多电平驱动装置。
[0004]技术方案如下:本实用新型实施例公开了一种多电平驱动装置，该装置包括电源电路单元、IGBT驱动控制单元、IGBT驱动单元、故障信号采集单元、故障信号输出单元，其特征在于，
[0005]所述电源电路单元以及所述IGBT驱动单元分别与所述IGBT驱动控制单元相连，所述故障信号采集单元的输入端与所述IGBT驱动单元相连，所述故障信号采集单元的输出端与所述故障信号输出单元相连，所述故障信号输出单元的输出端与所述IGBT驱动控制单元相连；
[0006]其中，所述电源电路单元包括直流隔离电源电路，用于产生隔离的两路正负电压的直流电源，所述直流隔离电源电路包括电源软启动电路、控制器UC2845电路、脉冲变压器Tl电路及电源输出滤波电路;所述IGBT驱动单元包括第一驱动电路以及第二驱动电路，所述第一驱动电路以及第二驱动电路分别包括单独连接的光耦隔离驱动电路和推挽输出驱动电路。
[0007]优选地:所述的故障信号采集单元包括稳压管。
[0008]优选地:所述电源软启动电路包括电阻R5、R3，所述控制器UC2845电路包括二极管D3、D5以及电容C7，振荡电阻R2、电容C12构成振荡电路。
[0009]优选地:所述光耦隔离驱动电路包含光耦驱动器HCPL3120，电阻R12、R13、R14，二极管D13以及电容C16，电阻R12—端接外部输入PffM信号。
[0010]根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果:通过本实用新型实施例，可以实现一种多电平驱动装置，在一种实现方式下，该装置可以包括电源电路单元、IGBT驱动控制单元、IGBT驱动单元、故障信号采集单元、故障信号输出单元，其特征在于，所述电源电路单元以及所述IGBT驱动单元分别与所述IGBT驱动控制单元相连，所述故障信号采集单元的输入端与所述IGBT驱动单元相连，所述故障信号采集单元的输出端与所述故障信号输出单元相连，所述故障信号输出单元的输出端与所述IGBT驱动控制单元相连;其中，所述电源电路单元包括直流隔离电源电路，用于产生隔离的两路正负电压的直流电源，所述直流隔离电源电路包括电源软启动电路、控制器UC2845电路、脉冲变压器Tl电路及电源输出滤波电路;所述IGBT驱动单元包括第一驱动电路以及第二驱动电路，所述第一驱动电路以及第二驱动电路分别包括单独连接的光耦隔离驱动电路和推挽输出驱动电路。通过本申请提供的多电平驱动装置，电路布局简单合理，制作成本低廉，可以检测和控制产生短路等故障时的通断电情况。可以提高该驱动装置的稳定性以及可靠性。
[0011]当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
[0013]图1是本实用新型一种多电平驱动装置电路框图；
[0014]图2是本实用新型一种多电平驱动装置的电源电路单元的电路图。
[0015]图中:电源电路单元1、IGBT驱动控制单元2、IGBT驱动单元3、故障信号采集单元4、故障信号输出单元5。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]参见图1、图2示出了本实用新型一种多电平驱动装置，如图1、图2所示，所述装置包括电源电路单元1、IGBT驱动控制单元2、IGBT驱动单元3、故障信号采集单元4、故障信号输出单元5，其特征在于，
[0018]所述电源电路单元I以及所述IGBT驱动单元3分别与所述IGBT驱动控制单元2相连，所述故障信号采集单元4的输入端与所述IGBT驱动单元3相连，所述故障信号采集单元4的输出端与所述故障信号输出单元5相连，所述故障信号输出单元5的输出端与所述IGBT驱动控制单元2相连;所述的故障信号采集单元可以包括稳压管。
[0019]其中，所述电源电路单元I包括直流隔离电源电路，用于产生隔离的两路正负电压的直流电源，所述直流隔离电源电路包括电源软启动电路、控制器UC2845电路、脉冲变压器Tl电路及电源输出滤波电路;所述IGBT驱动单元3包括第一驱动电路以及第二驱动电路，所述第一驱动电路以及第二驱动电路分别包括单独连接的光耦隔离驱动电路和推挽输出驱动电路。所述电源软启动电路包括电阻R5、R3，所述控制器UC2845电路包括二极管D3、D5以及电容C7，振荡电阻R2、电容C12构成振荡电路。所述光耦隔离驱动电路包含光耦驱动器HCPL3120，电阻R12、R13、R14，二极管D13以及电容C16，电阻R12—端接外部输入PffM信号。电源软启动电路包括电阻R5、R3，二极管D3、D5以及电容C7，二极管D5的阳极与电阻R5同时连接控制器的补偿端I脚，D5的阴极与D3的阳极连接电容C7的正极，电容C7的另一端接地，电阻R3并联接在D3上。
[0020]控制器UC2845的外围电路由振荡电阻R2，电容Cl2构成振荡电路，电阻R2的I端接UC2845的8脚，2端接UC2845的4脚，C12—端接UC2845的4脚一端接地，控制器的电压反馈脚2和电流反馈脚3通过电阻R7和R8接地。
[0021 ] 脉冲变压器Tl外围器件有NPN三极管Ql和PNP三极管Q2，电阻Rl、R9，电容C6、C14，变压器的原边接三极管Ql的E极和Q2的C极。电阻Rl、R9分别接Ql的C极和Q2的E极，其另一端分别接VCC和GND。电阻R6和C6并联接在Ql和Q2的B极与控制器的6脚之间。二极管D8接在控制器6脚与GND之间。控制器的电压反馈与电流反馈接地，使控制器输出固定频率和占空比的PffM波来驱动三极管，减少了反馈电路、减少了反馈调节引起的调节振荡，使结构更为简单，通过稳压管来实现输出电压的稳定，通过合理选取变压器的绕组来实现输出所期望的电压，大大减少了外围控制器件的数量，因而能够提高可靠性、使PCB布板尺寸更小，节省成本。
[0022]总之，通过本申请提供的多电平驱动装置，电路布局简单合理，制作成本低廉，可以检测和控制产生短路等故障时的通断电情况。可以提高该驱动装置的稳定性以及可靠性。
[0023]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0024]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种多电平驱动装置，包括电源电路单元、IGBT驱动控制单元、IGBT驱动单元、故障信号采集单元、故障信号输出单元，其特征在于， 所述电源电路单元以及所述IGBT驱动单元分别与所述IGBT驱动控制单元相连，所述故障信号采集单元的输入端与所述IGBT驱动单元相连，所述故障信号采集单元的输出端与所述故障信号输出单元相连，所述故障信号输出单元的输出端与所述IGBT驱动控制单元相连； 其中，所述电源电路单元包括直流隔离电源电路，用于产生隔离的两路正负电压的直流电源，所述直流隔离电源电路包括电源软启动电路、控制器UC2845电路、脉冲变压器Tl电路及电源输出滤波电路;所述IGBT驱动单元包括第一驱动电路以及第二驱动电路，所述第一驱动电路以及第二驱动电路分别包括单独连接的光耦隔离驱动电路和推挽输出驱动电路。2.根据权利要求1所述的多电平驱动装置，其特征在于，所述的故障信号采集单元包括稳压管。3.根据权利要求1所述的多电平驱动装置，其特征在于，所述电源软启动电路包括电阻R5、R3，所述控制器UC2845电路包括二极管D3、D5以及电容C7，振荡电阻R2、电容C12构成振荡电路。4.根据权利要求1所述的多电平驱动装置，其特征在于，所述光耦隔离驱动电路包含光耦驱动器10^3120，电阻1?12、1?13、1?14，二极管013以及电容(:16，电阻1?12—端接外部输入PffM信号。
【文档编号】H02M1/088GK205430039SQ201520862335
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月3日
【发明人】雷智
【申请人】乌鲁木齐化开紫光自动化系统有限公司