一种IGBT驱动电路的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种IGBT驱动电路。

背景技术：

高性能的IGBT驱动电路能减小开关延时，降低开关损耗，使IGBT 获得很好的开通关断性能，在发生过流或短路故障时，迅速做出保护动作，避免超过热极限，发生擎住效应以及超过器件耐压情况。

常用的IGBT驱动电路有直接驱动电路和集成模块控制驱动电路。直接驱动电路采用正、负偏压的两电源方式，输入信号经整形后进入放大级以提供足够的门级电流，驱动简单、成本低，适用于小容量的IGBT，缺点是没有隔离，安全性能差且保护功能少；集成模块控制驱动电路集成过压保护、过流检测、保护及软开关断功能，具有抗干扰能力强、集成化程度高、速度快、保护功能完善，可实现IGBT 的良好驱动等优点，缺点是成本太高且有的集成模块需外接隔离电源，因此现有技术缺乏一种质量可靠成本较低、高性能IGBT驱动电路。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种质量可靠成本较低、高性能IGBT驱动电路。

本实用新型所采用的技术方案是：一种IGBT驱动电路，其包括MCU和IGBT，其还包括光耦隔离电路、放大电路和电源电路，所述 MCU的输出端依次连接有所述光耦隔离电路和所述放大电路，所述放大电路的输出端与所述IGBT的输入端连接，所述电源电路的输出端分别与所述光耦隔离电路的输入端以及所述放大电路的输入端连接，所述MCU发出IGBT触发信号经过光耦隔离电路的隔离输出至所述放大电路，所述放大电路放大隔离后的触发信号，驱动所述IGBT。

进一步，所述光耦隔离电路包括第一光耦，所述MCU的输出端分别与所述第一光耦的原边二极管的两极连接，所述第一光耦的输出端与所述放大电路的输入端连接。

进一步，所述过流保护电路包括第二光耦和MCU，所述IGBT的栅极与集电极分别与所述第二光耦的输入端连接，所述第二光耦的输出端与所述MCU的输入端连接，所述MCU的输出端与所述IGBT的输入端连接。

进一步，所述第一光耦与所述第二光耦为同一集成芯片。

进一步，所述放大电路包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管与所述第二三极管组成推挽输出，其分别放大所述光耦隔离电路输出的触发信号的正负半周，输出至所示IGBT的栅极。

进一步，所述放大电路还包括双向稳压管，所述双向稳压管的一端与所述IGBT的栅极连接，另一端与所述电源电路的负端连接。

进一步，所述电源电路为单管反激开关电源。

本实用新型的有益效果是：采用光耦隔离电路实现驱动信号与驱动电流隔离，使得安全性能更佳；通过放大电路增大输出功率，以满足IGBT触发要求，电路设计更简单，成本较集成驱动模块更低，适合中大功率的IGBT驱动电路。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型一具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一具体实施例的电路原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，一种IGBT驱动电路，其包括MCU和IGBT，其还包括光耦隔离电路、放大电路和电源电路，所述MCU的输出端依次连接有所述光耦隔离电路和所述放大电路，所述放大电路的输出端与所述 IGBT的输入端连接，所述电源电路的输出端分别与所述光耦隔离电路的输入端以及所述放大电路的输入端连接，所述MCU发出IGBT触发信号经过光耦隔离电路的隔离输出至所述放大电路，所述放大电路放大隔离后的触发信号，驱动所述IGBT。

如图2所示，所述光耦隔离电路包括第一光耦U1A，其型号为 ACPL-330J，所述MCU包括IGBT上桥臂控制信号输出端口UT、IGBT 下桥臂控制信号输出端口UB，所述MCU的上桥臂控制信号输出端口 UT与所述第一光耦的K脚连接，所述IGBT下桥臂控制信号输出端口 UB分别与所述第一光耦U1A的A脚连接连接，组成互锁电路，有效防止防止桥臂IGBT直通母线短路现象。

所述放大电路包括第一三极管Q4和第二三极管Q5，所述第一三极管Q4与所述第二三极管Q5组成推挽输出，其分别放大所述第一光耦U1A的OUT脚输出的触发信号的正负半周，输出至所述IGBT的栅极UG。当第一光耦U1A发光二极管正偏，第一光耦U1A内部的三极管导通，11脚输出电压相当V1+，此时第一光耦U1A输出使放大电路的其中第一三极管Q4迅速导通，产生正压经过栅极电阻R8，IGBT得到正偏而导通；当第一光耦U1A的发光二极管反向偏置，内部的三极管截止，11输出负压V1-，此时第一光耦U1A输出使放大电路的第二个三极管Q5有了偏流，Q5迅速导通，产生负压经过栅极电阻R8，IGBT 得到反偏而迅速关断。放大电路由三极管Q4、Q5组成推挽输出，增大输出功率，以满足IGBT触发要求。

所述电源电路为单管反激开关电源，取一路绕组输出电压作为驱动第一光耦U1A电源电压，D15整流后V1+对V1-电压25V，V1+对V10 电压16.4V，为驱动第一光耦U1A副边提供正、负电源。

所述过流保护电路包括MCU和第二光耦，所述IGBT的栅极与集电极分别与所述第二光耦的输入端连接，所述第二光耦的输出端与所述MCU的输入端连接，所述MCU的输出端与所述IGBT的输入端连接。所述第二光耦与第一光耦U1A为同一芯片。所述第一光耦U1A的14 脚依次通过电阻R9、二极管D3与所述IGBT的集电极UC连接，第一光耦U1A的16脚与所述IGBT的集电极UE连接。

当流经IGBT电流过大或输出发生短路，IGBT集电极(UC)-发射极(UE)间压差VCE超过6.5V，在5us内第一光耦U1A故障输出信号FAU跳变为低电平传送MCU，封锁驱动PWM信号。

进一步作为优选的实施方式，所述放大电路还包括双向稳压管 D4，所述双向稳压管D4的一端与所述IGBT的栅极UG连接，另一端与所述电源电路的负端V-连接。对IGBT的栅极UG电压的正向限幅保护。

本实用新型只需一个隔离光耦便可实现驱动信号互锁，过流短路保护功能，整体设计更紧凑，电路结构更简洁基于32位MCU运算处理，响应速度更快，精度更高，过流短路保护延时可控制下5us以内；采用隔离开关电源给驱动光耦及推挽电路提供双电源，且每组IGBT 的上、下桥驱动电源也是隔离的，使整个驱动电路更安全可靠；光耦输出信号经推挽电路放大，增大输出功率，以满足大功率IGBT驱动要求，应用更广泛。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。