专利名称：一种igbt驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁加热技术领域，特别涉及一种用于电磁加热系统的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)驱动装置。
背景技术：
电磁加热功率开关器件IGBT的驱动控制电路一般由控制IC (IntegratedCircuit,集成电路)的一个I/O 口驱动，然而在控制IC受到EMC (Electro MagneticCompatibility,电磁兼容性)干扰或失效时，控制IC的I/O 口会输出与程序控制相反的逻辑使IGBT误导通而损坏。如图1和图2所示，其中图1为现有技术的IGBT驱动电路图，由控制IC的一个I/O 口 PPGO驱动，图2为现有技术的I/O 口 PPGO的输出信号，当PPGO输出高电平时，三极管Q121、Q123导通，三极管Q122、Q124截止，IGBT被驱动导通开始工作。当PPGO输出低电平时，三极管Q121、Q123截止，三极管Q122、Q124导通，IGBT关断。现有技术存在的缺点是，在控制IC受到干扰或失效时，控制IC的I/O 口会输出与程序控制相反的逻辑使IGBT误导通而损坏，主要包括以下方面:1、在电路受到脉冲群或浪涌等EMC干扰时，控制IC的PPGO 口可能输出一个高电平的脉冲，使IGBT导通，IGBT通过的电流随着导通的时间增加而增大，当IGBT的开通时间过长，大约在0.1ms左右，IGBT会过流击穿而损坏；2、当电路受到脉冲群或浪涌等EMC干扰超过控制IC的承受范围时，控制IC会失效，PPGO 口可能直接输出高电平，使IGBT过流击穿而损坏；3、当电路板在潮态环境中或有虫子进入到电路板上时，会将高电压直接导入到IGBT的驱动回路，使IGBT导通过流击穿而损坏。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种IGBT驱动装置，该IGBT驱动装置能够保护IGBT不会误导通而损坏，提高了可靠性。为达到上述目的，本实用新型提出的IGBT驱动装置包括:控制器，所述控制器具有第一输出端和第二输出端，并分别通过所述第一输出端和第二输出端输出第一控制信号和第二控制信号；第一驱动器，所述第一驱动器与所述控制器相连，所述第一驱动器根据所述第一控制信号产生第一驱动信号；第二驱动器，所述第二驱动器与所述控制器和所述第一驱动器相连，所述第二驱动器根据所述第一驱动信号和所述第二控制信号产生第二驱动信号以驱动IGBT。根据本实用新型提出的IGBT驱动装置，在控制器受到干扰或失效时，由于控制器的第一输出端和第二输出端不会自动输出逻辑相反的信号，从而保护IGBT不会误导通而损坏，可靠性得到了大大提高。其中，所述第一控制信号和第二控制信号分别包括开通控制信号和关断控制信号，所述第一控制信号与所述第二控制信号中的开通控制信号的控制逻辑相反。优选地，所述第一控制信号与所述第二控制信号中的关断控制信号的控制逻辑也相反。此外，所述的IGBT驱动装置还包括:抗干扰保护器，所述抗干扰保护器连接在所述IGBT和所述第二驱动器之间，用于对所述IGBT进行抗干扰保护。进一步地，所述第一驱动器包括:第一电阻，所述第一电阻的一端与所述控制器的第一输出端相连，接收所述第一控制信号；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第一三极管的发射极与地相连；第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极相连，所述第二三极管的集电极作为所述第一驱动器的输出端，所述第二三极管的发射极与电源相连。所述第二驱动器进一步包括:第二电阻，所述第二电阻的一端与所述控制器的第二输出端相连，所述第二电阻的另一端与所述第一驱动器的输出端相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述控制器的第二输出端相连；第三三极管，所述第三三极管的基极与所述第三电阻的另一端相连，所述第三三极管的发射极接地；相互串联的第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的一端与所述第五电阻的一端相连构成节点，所述第四电阻的另一端与所述第三三极管的集电极相连，所述第五电阻的另一端与所述第一驱动器的输出端相连；第四三极管，所述第四三极管的基极与所述第四电阻和第五电阻之间的节点相连，所述第四三极管的集电极与所述第一驱动器的输出端相连，所述第四三极管的发射极与所述IGBT相连；第五三极管，所述第五三极管的基极与所述第四电阻和第五电阻之间的节点相连，所述第五三极管的集电极与地相连，所述第五三极管的发射极与所述IGBT相连。其中，所述第二驱动器还包括:第一限流电阻，所述第一限流电阻的一端与所述第四三极管的发射极相连，所述第一限流电阻的另一端与所述IGBT相连；第二限流电阻，所述第二限流电阻的一端与所述第五三极管的发射极相连，所述第二限流电阻的另一端与所述IGBT相连。此外，所述抗干扰保护器进一步包括:相互并联的第六电阻和稳压二极管，所述第六电阻的一端和所述稳压二极管的负极端连接在所述IGBT和所述第二驱动器之间，所述第六电阻的另一端和所述稳压二极管的正极端与地相连。采用电阻、三极管等电子元件，电路性能稳定，同时还大大降低了成本。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从
以下结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为现有技术的IGBT驱动电路图；图2为现有技术的I/O 口 PPGO的输出信号示意图；图3为根据本实用新型实施例的IGBT驱动装置的结构示意图；图4为根据本实用新型一个实施例的IGBT驱动装置的电路图；图5为根据本实用新型又一个实施例的IGBT驱动装置中1/01、1/02输出控制信号不意图；以及图6为根据本实用新型一个实施例的IGBT驱动装置中1/01、1/02输出控制信号示意图。附图标记:控制器10、第一驱动器11和第二驱动器12，第一输出端1/01和第二输出端1/02，电源部件13、抗干扰保护器14和限流单元15，第一电阻R1、第一三极管Ql和第二三极管Q2，电阻R7、电阻R8和电阻R9，第二电阻R2、第三电阻R3、第三三极管Q3、第四电阻R4、第五电阻R5、第四三极管Q4和第五三极管Q5，第六电阻R6和稳压二极管D1，第一限流电阻Ra和第二限流电阻Rb。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的IGBT驱动装置。图3为该IGBT驱动装置的结构示意图。如图3所示，该IGBT驱动装置包括控制器10、第一驱动器11和第二驱动器12。其中，控制器10 (即控制IC)具有第一输出端1/01和第二输出端1/02，并且控制器10分别通过第一输出端1/01和第二输出端1/02输出第一控制信号和第二控制信号。在本实施例中，第一驱动器11与控制器10相连，第一驱动器11根据第一控制信号产生第一驱动信号，即言，第一驱动器11由第一控制信号控制通断。第二驱动器12分别与控制器10和第一驱动器11相连，第二驱动器12根据第一驱动信号和第二控制信号产生第二驱动信号以驱动IGBT导通或关断，即言，第二驱动器12由第二控制信号和第一驱动信号共同控制通断。在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，该IGBT驱动装置还包括电源部件13，电源部件13与IGBT相连。其中，在本实用新型的一个实施例中，第一控制信号和第二控制信号还分别包括开通控制信号和关断控制信号。其中，第一控制信号中的开通控制信号与第二控制信号中的开通控制信号的控制逻辑相反。也就是说，控制器10通过其第一输出端1/01和第二输出端1/02输出第一控制信号和第二控制信号，其中，第一控制信号和第二控制信号中的开通控制信号的控制逻辑是相反的。优选地，在本实用新型的又一个实施例中，第一控制信号与第二控制信号中的关断控制信号的控制逻辑也相反。即言，第一控制信号中的开通控制信号和关断控制信号与第二控制信号中的开通控制信号和关断控制信号的控制逻辑均是相反的。在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，该IGBT驱动装置还包括抗干扰保护器14，其中抗干扰保护器14连接在IGBT和第二驱动器12之间，用于对IGBT进行抗干扰保护。进一步地，如图4所示，抗干扰保护器14包括相互并联的第六电阻R6和稳压二极管D1，第六电阻R6的一端和稳压二极管Dl的负极端连接在IGBT和所述第二驱动器12之间，第六电阻R6的另一端和稳压二极管Dl的正极端与地相连。在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，第一驱动器11进一步包括第一电阻R1、第一三极管Ql和第二三极管Q2。其中，第一电阻Rl的一端与控制器10的第一输出端1/01相连，接收上述第一控制信号。第一三极管Ql的基极与第一电阻Rl的另一端相连，第一三极管Ql的发射极与地相连，第二三极管Q2的基极与第一三极管Q2的集电极相连，第二三极管Q2的集电极作为第一驱动器11的输出端VA，第二三极管Q2的发射极与电源(电源电压例如为18V)相连。此外，第一驱动器11还包括电阻R7、电阻R8和电阻R9，电阻R7的一端连接在第一电阻Rl和第一三极管Ql的基极之间，电阻R7的另一端接地。电阻R8连接在第一三极管Ql的集电极与第二三极管Q2的基极之间，而电阻R9连接在第二三极管Q2的发射极与第二三极管Q2的基极之间。如图4所示，第二驱动器12进一步包括第二电阻R2、第三电阻R3、第三三极管Q3、第四电阻R4、第五电阻R5、第四三极管Q4和第五三极管Q5。其中，第二电阻R2的一端与控制器10的第二输出端I/O相连,第二电阻R2的另一端与第一驱动器11的输出端VA相连。第三电阻R3的一端与控制器10的第二输出端I/O相连，第三三极管Q3的基极与第三电阻R3的另一端相连，第三三极管Q3的发射极接地。第四电阻R4和第五电阻R5相互串联连接，并且第四电阻R4的一端与第五电阻R5的一端相连构成节点，第四电阻R4的另一端与第三三极管Q3的集电极相连，第五电阻R5的另一端与第一驱动器11的输出端VA相连。第四三极管Q4的基极与第四电阻R4和第五电阻R5之间的节点相连，第四三极管Q4的集电极与第一驱动器11的输出端VA相连，第四三极管Q4的发射极与IGBT相连，第五三极管Q5的基极与第四电阻R4和第五电阻R5之间的节点相连，第五三极管Q5的集电极与地相连，第五三极管Q5的发射极与IGBT相连。[0043]并且，在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，第二驱动器12还包括第一限流电阻Ra和第二限流电阻Rb。第一限流电阻Ra的一端与第四三极管Q4的发射极相连，第一限流电阻Ra的另一端与IGBT的控制端相连，第二限流电阻Rb的一端与第五三极管Q5的发射极相连，第二限流电阻Rb的另一端也与IGBT的控制端相连。其中，第一限流电阻Ra和第二限流电阻Rb构成限流单元15。在本实用新型的实施例中，IGBT由控制器10的两个端口 1/01和1/02输出的控制信号同时驱动，并且1/01和1/02的控制逻辑相反，在控制器10受到干扰或失效时，因控制器10的1/01和1/02不会自动输出逻辑相反的信号，从而保护IGBT不会误导通而损坏。此外，电路均采用电阻、三极管等简单的电子元件，线路连接简单，电路性能稳定，同时还大大降低了成本。优选地，在本实用新型的又一个实施例中，如图5所示，该IGBT驱动装置在工作过程中，控制器10的第一端口 1/01输出方波,而第二端口 1/02输出与1/01逻辑相反的方波。当控制器10的第一端口 1/01输出高电平时，第一三极管Ql和第二三极管Q2导通，VA的电压为电源电压例如18V ;同时控制器10的第二端口 1/02输出低电平，第三三极管Q3和第五三极管Q5截止，第四三极管Q4导通，IGBT被驱动导通开始工作。而当控制器10的第一端口 1/01输出低电平时，三极管Ql和Q2截止，VA的电压为OV ;同时控制器10的第二端口 1/02输出高电平，第三三极管Q3导通，第四三极管Q4截止，第五三极管Q5导通，IGBT被关断。在上述的工作工程中，IGBT的开通必须满足以下条件:1/01输出高电平，同时I/02输出低电平，这时属于逻辑“与”关系。在待机或工作停止过程中，1/01始终输出低电平，三极管Ql、Q2截止，VA的电压为OV ；1/02保持高电平，IGBT被关断。当然，在本实用新型的实施例中，第一端口 1/01和第二端口 1/02由一个控制器10控制。可以理解的是，在本实用新型的另一个实施例中，第一端口 1/01和第二端口 1/02也可以由两个控制器分别控制。在本实用新型的一个实施例中，图6为本实施例中控制器10的两个端口 1/01、1/02的控制信号示意图。与上述实施例不同的是，本实施例中的第一端口 1/01输出的控制信号不同，即第一控制信号和第二控制信号中的开通控制信号的控制逻辑是相反的，具体如下:在工作过程中，1/01输出高电平，三极管Q1、Q2导通，VA的电压为电源电压18V ；1/02输出方波控制IGBT的通断工作。在待机或工作停止过程中，1/01始终输出低电平，三极管Ql、Q2截止，VA的电压为OV ；1/02保持高电平，IGBT被关断。采用本实施例的控制方法驱动IGBT，IGBT仅第一次开通及关断起到双重保护作用，提高了可靠性。在本实用新型的实施例中，第一驱动器11和第二驱动器12还可以分别由运放器件组成或者是集成器件。根据本实用新型实施例的IGBT驱动装置，在控制器10受到干扰或失效时，由于控制器10的第一输出端1/01和第二输出端1/02不会自动输出逻辑相反的信号，从而保护IGBT不会误导通而损坏，可靠性得到了大大提高。此外，该IGBT驱动装置结构简单，易于实现，同时还降低了成本。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求1.一种IGBT驱动装置，其特征在于，包括: 控制器，所述控制器具有第一输出端和第二输出端，并分别通过所述第一输出端和第二输出端输出第一控制信号和第二控制信号； 第一驱动器，所述第一驱动器与所述控制器相连，所述第一驱动器根据所述第一控制信号产生第一驱动信号； 第二驱动器，所述第二驱动器与所述控制器和所述第一驱动器相连，所述第二驱动器根据所述第一驱动信号和所述第二控制信号产生第二驱动信号以驱动IGBT。
2.按权利要求1所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述第一控制信号和第二控制信号分别包括开通控制信号和关断控制信号，所述第一控制信号与所述第二控制信号中的开通控制信号的控制逻辑相反。
3.按权利要求2所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述第一控制信号与所述第二控制信号中的关断控制信号的控制逻辑相反。
4.按权利要求1-3任一项所述的IGBT驱动装置，其特征在于，还包括: 抗干扰保护器，所述抗干扰保护器连接在所述IGBT和所述第二驱动器之间，所述抗干扰保护器对所述IGBT进行抗干扰保护。
5.按权利要求2或3所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述第一驱动器进一步包括: 第一电阻，所述第一电阻的一端与所述控制器的第一输出端相连，接收所述第一控制信号; 第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第一三极管的发射极与地相连； 第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一三极管的集电极相连，所述第二三极管的集电极作为所述第一驱动器的输出端，所述第二三极管的发射极与电源相连。
6.按权利要求5所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述第二驱动器进一步包括: 第二电阻，所述第二电阻的一端与所述控制器的第二输出端相连，所述第二电阻的另一端与所述第一驱动器的输出端相连； 第三电阻，所述第三电阻的一端与所述控制器的第二输出端相连； 第三三极管，所述第三三极管的基极与所述第三电阻的另一端相连，所述第三三极管的发射极接地； 相互串联的第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的一端与所述第五电阻的一端相连构成节点，所述第四电阻的另一端与所述第三三极管的集电极相连，所述第五电阻的另一端与所述第一驱动器的输出端相连； 第四三极管，所述第四三极管的基极与所述第四电阻和第五电阻之间的节点相连，所述第四三极管的集电极与所述第一驱动器的输出端相连，所述第四三极管的发射极与所述IGBT相连； 第五三极管，所述第五三极管的基极与所述第四电阻和第五电阻之间的节点相连，所述第五三极管的集电极与地相连，所述第五三极管的发射极与所述IGBT相连。
7.按权利要求6所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述第二驱动器还包括: 第一限流电阻，所述第一限流电阻的一端与所述第四三极管的发射极相连，所述第一限流电阻的另一端与所述IGBT相连；第二限流电阻，所述第二限流电阻的一端与所述第五三极管的发射极相连，所述第二限流电阻的另一端与所述IGBT相连。
8.按权利要求4所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述抗干扰保护器进一步包括:相互并联的第六电阻和稳压二极管，所述第六电阻的一端和所述稳压二极管的负极端连接在所述IGBT和所述第二驱动器之间，所述第六电阻的另一端和所述稳压二极管的正极端与地相连。`
专利摘要本实用新型公开了一种IGBT驱动装置，其包括控制器，所述控制器具有第一输出端和第二输出端，并分别通过所述第一输出端和第二输出端输出第一控制信号和第二控制信号；第一驱动器，所述第一驱动器与所述控制器相连，所述第一驱动器根据所述第一控制信号产生第一驱动信号；第二驱动器，所述第二驱动器与所述控制器和所述第一驱动器相连，所述第二驱动器根据所述第一驱动信号和所述第二控制信号产生第二驱动信号以驱动IGBT。该IGBT驱动装置能够保护IGBT不会误导通而损坏，提高了可靠性。
文档编号H02M1/088GK202931183SQ201220605668
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者雷俊, 黄兵, 麻百忠, 黄庶锋, 董远 申请人:美的集团股份有限公司