一种防止igbt桥臂直通的死区调理电路的制作方法
【专利摘要】一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路，包括依次连接的PWM信号互补电路、RC延时电路和信号调理输出电路，PWM信号互补电路的输入端为系统所需要的一路PWM信号的输入端，PWM信号互补电路包括两个比较器电路，RC延时电路包括上桥臂RC延时电路和下桥臂RC延时电路，PWM信号调理输出电路包括由比较器构成的上桥臂和下桥臂PWM信号调理输出电路，上桥臂PWM信号调理输出电路的波形输出端为OUT1，连接至上桥臂VT1的Driver，下桥臂PWM信号调理输出电路的波形输出端为OUT2，连接至下桥臂VT3的Driver，本实用新型采用上述方案，防止IGBT桥臂直通带来的损坏，死区时间通过此调理电路设置，结构简单，成本低，互锁延时时间可靠性强，精度高。
【专利说明】
一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及IGBT驱动控制技术领域，具体为一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路。
【背景技术】
[0002]随着电力电子器件的快速发展，智能电网以及绿色电网越加受到重视，以绝缘栅门极晶体管(IGBT )为代表的功率器件在高功率因数整流、逆变、无功补偿和变频调速等方面得以广泛的应用。IGBT是VDMOS与双极晶体管的组合器件，集M0STFET与GTR的优点于一身，既具有输入阻抗高，开关速度快，热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有通态电压低，耐压高和承受大电流的优点，是电力系统控制领域中不可或缺的一部分。但是一方面由于IGBT等功率器件都存在一定的结电容，会造成器件导通关断的延迟想象，进而造成关断延时效应造成的上下桥臂直通，炸掉模块；另一方面，PWM控制技术中，有可能会使U、V、W任意一相上下两个桥臂同时导通，造成直流电源将在IPM内部形成短路，造成电路中元器件的损坏。目前解决的办法，一种是在DSP内部编写程序来设置死区时间，通过软件设置死区时间存在程序比较繁琐及可靠性不高的问题；另一种是通过硬件设置死区时间，目前有些硬件电路存在精度差，可靠性不高的问题。那么如何通过简单的、稳定性强、精度高、使用效果好的硬件电路来实现死区时间的设置是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路，以解决上述【背景技术】中提出的问题。死区时间通过此调理电路设置，结构简单，成本低，互锁延时时间可靠性强，精度高，新颖而实用。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路，其特征在于:包括依次连接的用于形成两路PWM互补信号的PWM信号互补电路、桥臂RC延时电路及PffM信号调理输出电路，所述PffM信号互补电路的输入端为系统所需要的一路PffM信号的输入端，PffM信号互补电路的两路互补输出信号的输出端分别与设置死区时间的上、下桥臂RC延时电路的输入端对应连接，上、下桥臂RC延时电路输出端分别与上桥臂、下桥臂PffM信号调理输出电路的输入端对应连接，上桥臂PWM信号调理输出电路的波形输出端为OUTI，连接至上桥臂VTI的Driver，所述下桥臂PTOl信号调理输出电路的波形输出端为0UT2，连接至下桥臂VT3的Driver。
[0005]优选的，所述PffM信号互补电路由比较器N1、比较器N3和分压电路组成;一路PffM信号分别与比较器NI的反向输入端和比较器N3的同相输入端连接，比较器NI的同相输入端与比较器的N3的反向输入端与标准的I /2VCC分压电路连接，比较器的输出端与RC延时电路的输入端连接。
[0006]优选的，所述上桥臂RC延时电路由稳压管VDl、电阻R6和电容C5组成;所述稳压管VDI负极与NI比较器输出端连接，稳压管VDI正极与电容C5—端连接，电容C5另一端接地，电阻R6并联与稳压管两端，下桥臂RC延时电路级联关系相同。
[0007]优选的，所述上桥臂PffM信号调理输出电路由比较器与分压电路组成，所述比较器反向输入端通过一电阻与稳压管VDl正极连接，比较器同向输入端与标准的1/2VCC分压电路连接，比较器的输出OUTI与IGBT的驱动连接，下桥臂PWM信号调理输出电路级联关系相同。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:死区时间通过此调理电路设置，通过此硬件调理电路，防止IGBT桥臂直通带来元器件的损坏，结构简单，成本低，互锁延时时间可靠性强，精度高，响应速度快，新颖而实用。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型结构不意图。
[0010]图2为本实用新型的死区调理电路的电路图。
[0011]图中:1、PffM信号互补电路，2、上桥臂RC延时电路，3、下桥臂RC延时电路，4、上桥臂PWM信号调理输出电路，5、下桥臂PffM信号调理输出电路。
[0012]图3为本实用新型的死区时间为2.2us的OUTI和0UT2的PffM信号输出波形图。
[0013]图4为本实用新型的死区时间为1.0us的OUTI和0UT2的PffM信号输出波形图。
【具体实施方式】
[0014]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。
[0015]请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案:一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路，包括依次连接的用于形成两路PWM互补信号的PWM信号互补电路(1)、上下桥臂RC延时电路(2)和(3)及上下桥臂PWM信号调理输出电路(4)和(5)，所述PWM信号互补电路(I)的输入端为系统所需要的一路PWM信号的输入端，PWM信号互补电路(I)的两路互补输出信号的输出端分别与设置死区时间的上、下桥臂RC延时电路(2)和(3)的输入端对应连接，上、下桥臂RC延时电路(2)和(3)输出端分别与上桥臂、下桥臂PWM信号调理输出电路(4)和(5)的输入端对应连接，上桥臂PWM信号调理输出电路(4)的波形输出端为OUTl，连接至上桥臂VTI的Driver，所述下桥臂P丽信号调理输出电路(5 )的波形输出端为0UT2，连接至下桥臂VT3的Driver。
[0016]所述PffM信号互补电路(I)是由比较器N1、比较器N3和分压电路组成;一路PffM信号分别通过电阻R4和R15与比较器NI的反向输入端和比较器N3的同相输入端连接，用于形成两路互补的PWM信号，比较器NI的同相输入端(2管脚)与比较器的N3(3管脚)的反向输入端通过电阻R3连接至Rl与R2串联连接点，R2另一端连接VCC，Rl另一端与GND连接，Cl并联连接在Rl两端。
[0017]所述上桥臂RC延时电路(2 )由稳压管VDl、电阻R6和电容C5组成;所述稳压管VDI负极与NI比较器输出端连接，稳压管VDl正极与电容C5—端连接，电容C5另一端接地，电阻R6并联与稳压管两端，下桥臂RC延时电路(3)级联关系相同。运行时，通过改变RC延时电路电容C或者R的值来改变死区时间的大小，本例中，令R6=R17=100K，C=22pF，由T=RC得死区时间约为2.2us,图3死区时间为2.2us的OUTl和0UT2的PffM信号输出波形图，令R6=R17=100K，C=1pF，由T=RC得死区时间约为1.0us，图4死区时间为1.0us的OUTI和0UT2的P丽信号输出波形图。
[0018]所述上桥臂PffM信号调理输出电路(4)由比较器与分压电路组成，所述比较器反向输入端通过一电阻R7与稳压管VDl正极连接，比较器N2和比较器N4的同相输入端(2管脚)通过一电阻RlO连接至R8与R9串联连接点，R9另一端连接VCC，R8另一端与GND连接，C3并联连接在R8两端，比较器N2的输出OUTI与IGBT的驱动连接，下桥臂HVM信号调理输出电路(5 )级联关系相同。
[0019]本实施例中，为适用各种电路要求，比较器采用宽电源范围的具有片选功能的LM211芯片，比较器NI的1、4管脚接地，5、6、8管脚接电源VCC，2管脚为比较器的同相输入端，3管脚为比较器的反向输入端，8管脚与I管脚串联一高频电容C2，比较器的输出端7管脚通过一上拉电阻R5连接至电源VCC，比较器N2、N3和N4的拓扑结构与比较器NI相同。
[0020]本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1.一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路，其特征在于:包括依次连接的用于形成两路PffM互补信号的PWM信号互补电路、桥臂RC延时电路及信号调理输出电路，所述PffM信号互补电路的输入端为系统所需要的一路PWM信号的输入端，PWM信号互补电路的两路互补输出信号的输出端分别与设置死区时间的上、下桥臂RC延时电路的输入端对应连接，上、下桥臂RC延时电路输出端分别与上桥臂、下桥臂PffM信号调理输出电路的输入端对应连接，上桥臂PffM信号调理输出电路的波形输出端为OUTI，连接至上桥臂VTI的Dri ver，所述下桥臂PffM信号调理输出电路的波形输出端为0UT2，连接至下桥臂VT3的Dr i ver。2.根据权利要求1所述的一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路，其特征在于:所述P丽信号互补电路由比较器N1、比较器N3和分压电路组成；一路P丽信号分别与比较器NI的反向输入端和比较器N3的同相输入端连接，比较器NI的同相输入端与比较器的N3的反向输入端与标准的I /2VCC分压电路连接，比较器的输出端与RC延时电路的输入端连接。3.根据权利要求1所述的一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路，其特征在于:所述上桥臂RC延时电路由稳压管VDl、电阻R6和电容C5组成;所述稳压管VDl负极与NI比较器输出端连接，稳压管VDl正极与电容C5—端连接，电容C5另一端接地，电阻R6并联与稳压管两端，下桥臂RC延时电路级联关系相同。4.根据权利要求1所述的一种防止IGBT桥臂直通的死区调理电路，其特征在于:所述上桥臂PffM信号调理输出电路由比较器与分压电路组成，所述比较器反向输入端通过一电阻与稳压管VDI正极连接，比较器同向输入端与标准的I/2VCC分压电路连接，比较器的输出OUTI与IGBT的驱动连接，下桥臂PffM信号调理输出电路级联关系相同。
【文档编号】H02M1/088GK205453480SQ201620214648
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】刘骥, 宗榜馗
【申请人】哈尔滨理工大学