一种适用于列车高压igbt驱动装置的制造方法_2

文档序号:9977318阅读:来源:国知局
电路上的双管并联IGBT中的两个上管IGBT的门极、两个下管IGBT的门极连接。具体工作过程包括:一、互锁电路的工作过程:牵引控制单元输出两路光信号:第一路光信号输入至第一光纤接收器,并依次经第一光纤接收器、第一施密特触发反相器、第三施密特触发反相器、第五施密特触发反相器进行光电转换、整形后形成第一路输入驱动信号。第二路光信号输入至第二光纤接收器,并依次经第二光纤接收器、第二施密特触发反相器、第四施密特触发反相器、第六施密特触发反相器进行光电转换、整形后形成第二路输入驱动信号。第一路输入驱动信号和第二路输入驱动信号共同输入至与非门,并经与非门形成互锁信号。二、上管驱动电路的工作过程:互锁信号和第一驱动芯片的状态反馈输出信号共同输入至第一与门,并经第一与门形成第一互锁指示信号。第一互锁指示信号输入至第一光纤发射器,并经第一光纤发射器进行电光转换后反馈至TCU的状态输入端。第一互锁指示信号和第一路输入驱动信号共同输入至第二与门,并经第二与门形成第一驱动芯片的输入信号。第一驱动芯片的输入信号输入至第一驱动芯片,并依次经第一驱动芯片、门极电阻(第八十一电阻、第八十二电阻、第九十一电阻、第九十二电阻)形成两路并联的IGBT门极驱动信号(第一上管IGBT门极驱动信号、第二上管IGBT门极驱动信号),然后利用两路并联的IGBT门极驱动信号控制两个上管IGBT的开通与关断。三、下管驱动电路的工作过程:互锁信号和第二驱动芯片的状态反馈输出信号共同输入至第三与门,并经第三与门形成第二互锁指示信号。第二互锁指示信号输入至第二光纤发射器,并经第二光纤发射器进行电光转换后反馈至TCU的状态输入端。第二互锁指示信号和第二路输入驱动信号共同输入至第四与门,并经第四与门形成第二驱动芯片的输入信号。第二驱动芯片的输入信号输入至第二驱动芯片,并依次经第二驱动芯片、门极电阻(第八十三电阻、第八十四电阻、第九十三电阻、第九十四电阻)形成两路并联的IGBT门极驱动信号(第一下管IGBT门极驱动信号、第二下管IGBT门极驱动信号),然后利用两路并联的IGBT门极驱动信号控制两个下管IGBT的开通与关断。在上述过程中,互锁电路、上管驱动电路、下管驱动电路能够共同防止半桥电路上的桥臂出现直通现象(即防止同一桥臂上的上管IGBT和下管IGBT同时开通),具体实现过程如下:若第一路输入驱动信号和第二路输入驱动信号均为高电平,则互锁信号为低电平,使得第一互锁指示信号和第二互锁指示信号均为低电平,并使得第一驱动芯片的输入信号和第二驱动芯片的输入信号均为低电平,由此使得同一桥臂上的上管IGBT和下管IGBT均关断,从而防止了桥臂出现直通现象。
[0009]基于上述过程,与现有IGBT驱动电路相比,本实用新型所述的一种适用于列车高压IGBT驱动装置通过采用全新结构,具备了如下优点:其一,本实用新型所述的一种适用于列车高压IGBT驱动装置不再采用电缆与TCU进行信号传输,而是采用光纤接口(即第一光纤接收器、第二光纤接收器、第一光纤发射器、第二光纤接收器)与TCU进行信号传输,由此有效增强了信号传输抗干扰性,从而有效提高了高压IGBT的运行安全性和可靠性。其二,本实用新型所述的一种适用于列车高压IGBT驱动装置的高压回路与低压回路之间的隔离电压等级高,由此使得其在应用于不同电压等级的高压IGBT时兼容性好(能够满足不高于4500V电压等级的IGBT驱动及保护),从而有效提高了高压IGBT的运行安全性和可靠性。其三,本实用新型所述的一种适用于列车高压IGBT驱动装置实现了驱动半桥电路上的双管并联IGBT进行工作,且两路驱动信号之间具备了互锁保护功能,由此有效提高了集成度以及运行安全性和可靠性,从而有效提高了高压IGBT的运行安全性和可靠性。
[0010]本实用新型结构合理、设计巧妙,有效解决了现有IGBT驱动电路信号传输抗干扰性差、兼容性差的问题,适用于列车高压IGBT的驱动。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的互锁电路的原理图。
[0012]图2是本实用新型的上管驱动电路的原理图。
[0013]图3是本实用新型的下管驱动电路的原理图。
[0014]图中:INU为第一路输入驱动信号;IND为第二路输入驱动信号;L0CK为互锁信号;S001为第一互锁指示信号;S002为第二互锁指示信号;S011、S021为第一驱动芯片的状态反馈输出信号;S012、S022为第二驱动芯片的状态反馈输出信号;INA1、INB1为第一驱动芯片的输入信号;INA2、INB2为第二驱动芯片的输入信号;G1为第一上管IGBT门极驱动信号;G2为第二上管IGBT门极驱动信号;G3为第一下管IGBT门极驱动信号;G4为第二下管IGBT门极驱动信号;
[0015]INA、INB为驱动芯片的两个输入端;S01、S02为驱动芯片的两个状态输出端;GL1为驱动芯片副边的第一门极关断端;GL2为驱动芯片副边的第二门极关断端;GH1为驱动芯片副边的第一门极开通端;GH2为驱动芯片副边的第二门极开通端;V (-) I为驱动芯片副边的第一负电压端;V (_)2为驱动芯片副边的第二负电压端;V (0)1为驱动芯片副边的第一参考电压端;V (0)2为驱动芯片副边的第二参考电压端;V ( + )1为驱动芯片副边的第一正电压端;V ( + ) 2为驱动芯片副边的第二正电压端。
【具体实施方式】
[0016]—种适用于列车高压IGBT驱动装置,包括互锁电路、上管驱动电路、下管驱动电路;
[0017]所述互锁电路包括第一光纤接收器U31、第二光纤接收器U32、第一施密特触发反相器U51、第二施密特触发反相器U52、第三施密特触发反相器U53、第四施密特触发反相器U54、第五施密特触发反相器U55、第六施密特触发反相器U56、与非门U6、第四^^一电阻R41、第四十二电阻R42、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第六十一电阻R61、第六十二电阻R62、第五^^一电容C51、第五十二电容C52、第六^^一电容C61、第六十二电容C62、第八电容C8 ;第一光纤接收器U31的输出端与第一施密特触发反相器U51的输入端连接;第一施密特触发反相器U51的输出端通过第五i^一电阻R51与第三施密特触发反相器U53的输入端连接;第三施密特触发反相器U53的输出端与第五施密特触发反相器U55的输入端连接;第五施密特触发反相器U55的输出端与与非门U6的第一个输入端连接;第四十一电阻R41的两端分别与正电源VCC和第一施密特触发反相器U51的输入端连接;第六十一电阻R61的一端接地,另一端与第三施密特触发反相器U53的输入端连接;第五i^一电容C51的两端分别与第一光纤接收器U31的两个供电端连接;第六十一电容C61的一端接地,另一端与第三施密特触发反相器U53的输入端连接;第二光纤接收器U32的输出端与第二施密特触发反相器U52的输入端连接;第二施密特触发反相器U52的输出端通过第五十二电阻R52与第四施密特触发反相器U54的输入端连接;第四施密特触发反相器U54的输出端与第六施密特触发反相器U56的输入端连接;第六施密特触发反相器U56的输出端与与非门U6的第二个输入端连接;第四十二电阻R42的两端分别与正电源VCC和第二施密特触发反相器U52的输入端连接;第六十二电阻R62的一端接地,另一端与第四施密特触发反相器U54的输入端连接;第五十二电容C52的两端分别与第二光纤接收器U32的两个供电端连接;第六十二电容C62的一端接地,另一端与第四施密特触发反相器U54的输入端连接;第八电容C8的一端接地,另一端分别与正电源VCC和与非门U6的正供电端连接;
[0018]所述上管驱动电路包括第一驱动芯片Ul 1、第一光纤发射器U21、第一与门U41、第二与门U42、第^^一二极管D11、第二^^一齐纳二极管D21、第三^
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