减小损耗的igbt驱动电路的制作方法
【专利摘要】一种减小损耗的IGBT驱动电路，该电路可有效抑制器件关断过程的过电压，提高开关电源整机效率。本实用新型的在所述信号输入端与IGBT输出端之间还设有一个可降低IGBT关断过电压的驱动电路，该驱动电路由五个MOS管、二个稳压管、一个导流二极管和若干个电阻构成。与现有技术相比，本实用新型驱动电路在IGBT的信号输入端与IGBT输出端之间设置一个由五个MOS管、二个稳压管、一个导流二极管和若干个电阻构成的可降低IGBT关断过电压的驱动电路，使得其能有效抑制IGBT器件关断过程中的过电压，提高开关电源整机效率。
【专利说明】
减小损耗的IGBT驱动电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种IGBT器件驱动电路，特别涉及一种用于减小损耗的IGBT驱动电路。
【背景技术】
[0002]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘棚.极型功率管，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电力电子器件。应用于交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
[0003]IGBT是目前电力电子变换用的电力电子器件，在三相逆变电路中为常用开关器件，各用户为保证系统的高效可靠运行，都在运用各种电路实现。寄生杂散电感会使IGBT关断时产生过电压尖峰，为保护IGBT器件和减少损耗通常会采取抑制过电压的措施，同时也会增加开关损耗及电路外围器件的耗散功率。
[0004]在电路布线过程中寄生杂散电感是所有开关电源中都存在的问题，在器件快速关断过程中会引起与所储能量和开关速度成比例的过电压冲击，对于较大功率的电源，为抑制过电压需要选择较大富余量的器件，增加了整机成本，高的开关电压也会增加器件导通损耗，降低整机效率。
[0005]虽然有许多方法可以抵制过电压尖峰，但会增加开关器件的耗散功率。例如一种方法是增加栅极串联电阻Rg来抑制dv/dt，使开关速度减慢，这种方法显著减小了开通和判断时的过电压尖峰，但却增加了开关损耗。
[0006]图1显示了600V/200A的IGBT线路中IGBT器件关断过程产生的过电压尖峰的情况，Rg—)从4.7 Ω到30 Ω，Rg(clff)分别为O Ω、10 Ω、15 Ω、20Ω、30Ω，表I给出了开关损耗的递增情况。Rg(Cin)与Rg(Off)增加到10 Ω时，开关损耗增加尖峰电压可降低15%。此时器件可工作在安全范围，但降低了器件的使用效率。
【发明内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是提供一种IGBT器件驱动电路，该电路可有效抑制器件关断过程的过电压，提高开关电源整机效率。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为:
[0009]本实用新型的在所述信号输入端与IGBT输出端之间还设有一个可降低IGBT关断过电压的驱动电路，该驱动电路由五个MOS管、二个稳压管、一个导流二极管和若干个电阻构成，其中，
[0010]导流二极管与第一电阻并联，导流二极管的正极端接于所述的信号输入端，其负极端连接于第一 MOS管、第二 MOS管和第五MOS管的栅极；
[0011]第一MOS管的漏极与第二 MOS管的漏极相连并接于第三MOS管和第四MOS管的栅极，第一 MOS管的源极接于直流供电端，第二 MOS管的源极接于地端；
[0012]第三MOS管的漏极通过第二电阻连接于IGBT的门极和第五MOS管的源极，第四MOS管的漏极通过第三电阻连接于IGBT的门极和第五MOS管的源极，第三MOS管的源极接于直流供电端，第四MOS管的源极接于地端;第五MOS管的漏极通过第四电阻接地；
[0013]在IGBT的发射极与集电极之间跨接有第一稳压管与第一电容的串接电路；
[0014]第一MOS管、第三MOS管和第五MOS管均为PMOS管，第二MOS管和第四MOS管为匪OS管。
[0015]在第五MOS管的栅极与地端之间设有第二稳压管。
[0016]在第一MOS管的源极与地端之间设有滤波电容。
[0017]与现有技术相比，本实用新型驱动电路在IGBT的信号输入端与IGBT输出端之间设置一个由五个MOS管、二个稳压管、一个导流二极管和若干个电阻构成的可降低IGBT关断过电压的驱动电路，使得其能有效抑制IGBT器件关断过程中的过电压，提高开关电源整机效率。
【附图说明】
[0018]图1为600V/200A的IGBT线路中IGBT器件关断过程产生的过电压尖峰曲线图。
[0019]图2为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0020]本实用新型的减小损耗的IGBT驱动电路包括IGBT控制极信号输入端和IGBT输出端，其是在所述信号输入端与IGBT输出端之间还设有一个可降低IGBT关断过电压的驱动电路，该驱动电路由五个MOS管、二个稳压管、一个导流二极管和若干个电阻构成，其中，
[0021]导流二极管Dl与第一电阻Rl并联，导流二极管的正极端接于所述的信号输入端，其负极端连接于第一 MOS管Ql、第二 MOS管Q2和第五MOS管Q5的栅极；
[0022]第一 MOS管Ql的漏极与第二 MOS管Q2的漏极相连并接于第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的栅极，第一 MOS管Ql的源极接于直流供电端，第二 MOS管Q2的源极接于地端；
[0023]第三MOS管Q3的漏极通过第二电阻R2连接于IGBT的门极和第五MOS管Q5的源极，第四MOS管Q4的漏极通过第三电阻R3连接于IGBT的门极和第五MOS管Q5的源极，第三MOS管Q3的源极接于直流供电端，第四MOS管Q4的源极接于地端；第五MOS管Q5的漏极通过第四电阻R4接地；
[0024]在IGBT的发射极与集电极之间跨接有第一稳压管D2与第一电容Cl的串接电路；
[0025]第一 MOS管Ql、第三MOS管Q3和第五MOS管Q5均为PMOS管，第二 MOS管Q2和第四MOS管Q4 为 NMOS 管。
[0026]在第五MOS管Q5的栅极与地端之间设有第二稳压管D3。
[0027]在第一MOS管Ql的源极与地端之间设有滤波电容C2。
[0028]本实用新型在输入驱动信号直接通过导流二极管Dl旁路掉第一电阻Rl，获得快的上升时间。第一MOS管Ql和第二MOS管Q2的栅极输入正信号，第一MOS管Ql关断和第二MOS管Q2导通，将第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的栅极电位降低至地，使第三MOS管Q3导通和第四MOS管Q4关断。第三MOS管Q3的漏极电流通过第二电阻R2注入IGBT门极，IGBT处于开通状态。第五MOS管Q5的栅极与输入信号相连，在IGBT导通期间第五MOS管Q5是关断的。关断IGBT时，第一 MOS管Ql导通和第二 MOS管Q2关断，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4栅极电位抬高，第三MOS管Q3关断和第四MOS管Q4导通，同时，第五MOS管Q5的栅极电位降低，第五MOS管Q5导通，IGBT门极电荷立刻通过第四电阻R4释放，可使第四电阻R4短接短路释放或依据IGBT的dv/dt参数设置一定的电阻值释放。
【主权项】
1.一种减小损耗的IGBT驱动电路，包括IGBT控制极信号输入端和IGBT输出端，其特征在于:在所述信号输入端与IGBT输出端之间还设有一个可降低IGBT关断过电压的驱动电路，该驱动电路由五个MOS管、二个稳压管、一个导流二极管和若干个电阻构成，其中， 导流二极管与第一电阻并联，导流二极管的正极端接于所述的信号输入端，其负极端连接于第一 MOS管、第二 MOS管和第五MOS管的栅极； 第一 MOS管的漏极与第二 MOS管的漏极相连并接于第三MOS管和第四MOS管的栅极，第一MOS管的源极接于直流供电端，第二 MOS管的源极接于地端； 第三MOS管的漏极通过第二电阻连接于IGBT的门极和第五MOS管的源极，第四MOS管的漏极通过第三电阻连接于IGBT的门极和第五MOS管的源极，第三MOS管的源极接于直流供电端，第四MOS管的源极接于地端;第五MOS管的漏极通过第四电阻接地； 在IGBT的发射极与集电极之间跨接有第一稳压管与第一电容的串接电路； 第一 MOS管、第三MOS管和第五MOS管均为PMOS管，第二 MOS管和第四MOS管为NMOS管。2.根据权利要求1所述的减小损耗的IGBT驱动电路，其特征在于:在第五MOS管的栅极与地端之间设有第二稳压管。3.根据权利要求1所述的减小损耗的IGBT驱动电路，其特征在于:在第一MOS管的源极与地端之间设有滤波电容。
【文档编号】H02M1/08GK205544905SQ201620115908
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】刘卫光
【申请人】深圳市贵鸿达电子有限公司