专利名称：大功率igbt驱动功率放大电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于功率放大技术领域，涉及一种大功率IGBT驱动功率放大 电路，尤其适于。
背景技术：
以M0S与双极型晶体管结合产生的绝缘栅双极型晶体管IGBT具有电压 型驱动、驱动功率小、开关速度高、饱和压降低和可耐高电压、大电流等一 系列应用上的优点，表现出良好的综合性能。并在变频器、开关电源，弧焊 电源等领域得到广泛地应用。IGBT已经逐步取代了电力晶体管GTR，并在许 多领域中逐步取代电力场效应晶体管M0SFET,而性能良好的驱动电路又是 IGBT元件安全可靠运行的重要保障。
IGBT的门极驱动条件密切地关系到他的静态和动态特性。门极电路的正 偏压iiGS、负偏压-uGS和门极电阻RG的大小，对1GBT的通态电压、开关、 开关损耗、承受短路能力及du/dt电流等参数有不同程度的影响。其中门极 正电压uGS的变化对I(;BT的开通特性，负栽短路能力和diGS/cU电流有较大 的影响，而门极负偏压对关断特性的影响较大。同时，门极电路设计中也必 须注意开通特性，负我短路能力和由duGS/dt电流引起的误触发等问题。根 据上述分析，对IGBT驱动电路提出以下要求和条件
(1) 由于是容性输出阻抗；因此[BGT对门极电荷集聚很敏感，驱动电路 必须可靠，要保证有一条低阻抗的放电回路。
(2) 用低内阻的驱动源对门极电容充放电，以保证门及控制电压u(;S有足够陡 峭的前、后沿，使GBT的开关损耗尽量小。另外，l(;BT开通后，门极驱 动源应提供足够的功率，使IGBT不至退出饱和而损坏。
(3) 门极电路中的正偏压应为+12 ~ +1 5V;负偏压应为-2V ~ -l()V。
3(4) IGBT驱动电路中的电阻RG对工怍性能有较大的影响，RG较大，有利于抑 制IGBT的电流上升率及电压上升率，但会增加IGBT的开关时间和开关 损耗；RG较小，会引起电流上升率增大，使IGBT误导通或损坏。RG的具 体数据与驱动电路的结构及IG:BT的容量有关， 一般在几欧几十欧，小 容量的IGBT其RG值较大。
(5) 驱动电路应具有较强的抗干扰能力及对.[GBT的自保护功能。IGBT的控制、 驱动及保护电路等应与其高速开关特性相匹配，另外，在未采取适当的防 静电措施情况下，IGBT的G E极之间不能为开路。
综上所述，如采用传统的驱动电路，电路复杂、驱动能力不理想、抗千
扰能力差、加工周期较长，如果只采用驱动模块只可以驱动600V/400V级的 IGBT模块，当驱动再高级的IGBT模块时已没有足够的驱动能力，因而不适用 于大功率IGBT驱动。 发明内容
本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种大功 率IGBT驱动功率放大电路，驱动电源由信号变压器经滤波后提供给驱动模块， P丽波由M57962L驱动模块隔离放大后输出再经辅助放大电路力丈大后对IGBT 进行驱动，保证有足够的功率使IGBT模块正常运行。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的 依据本实用新型提供的一种大功率IGBT驱动功率放大电路，包括信号变 压器、滤波电路、驱动模块、信号放大电路和输出端子，所述的信号变压器 的输出端与滤波电路相连，滤波电路的输出端与驱动模块相连，驱动才莫块的 输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端连接输出端子的输入， 输出端子与IGBT输入端相连，实现对IGBT进行驱动。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一 步实现 前述的信号变压器Tl的管脚10和管脚9分别与二^ l管VI、 V2的阳才及相连，管脚8分别与电解电容CIO的负极和电容C20的正极、电容Cll、 C21的 一端相连后接到输出端子XI的El点，变压器管脚7和管脚6分别与二极管 V3、 V4的阴极连接；二极管V1、 V2的阴极与电解电容CIO的正极、电容Cll 的另一端相连后连接到驱动模块IC1的管脚4、电阻Rl的一端及晶体管VT1 的管脚c; 二极管V3、 V4的阳极相连接并和电解电容C20的负极、电容C21 的另一端及驱动模块IC1的管脚6、稳压二极管DW1的阳极、晶体管VT2的管 脚e相连接；驱动模块IC1的13、 14脚接收DSP的信号输出，驱动模块IC1 的管脚1和稳压二极管DW1的阴极及二极管V5的阳极相连接，IC1的管脚5 和电阻R2的一端相连，驱动模块IC1的管脚8和光耦Ul的管脚2连接；光 耦Ul的管脚1和电阻Rl的另一端相连，Ul管脚3接地，Ul管脚4接DSP的 PC信号；二极管V5的阴极和输出端子XI的端口 Cl相连；电阻R2的另一端 和晶体管VT1、 VT2的b管脚连接，晶体管VT1的管脚e和VT2的管脚c连接 后接到输出端子X1的端口 Gl。
前述的驱动^^莫块采用M57962L驱动;f莫块。 本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果。 本实用新型由信号变压器提供+15V、 - IOV双电源供电，经滤波后传输给 M57962L驱动模块，在驱动模块内部装有2500V高隔离电压的光电耦合器，过 流保护电路和过流保护输出端子，具有封闭性短路保护功能，当电源接通后， 首先自检，检测IGBT是否过载或短路。若过载或短路，IGBT的集电极电位 升高，经外接二极管流入检测电路的电流增力o,栅极关断电路动作，切断IGBT 的栅极驱动信号，同时在"8"脚输出低电平"过载/短路"指示信号。1GBT 正常时，输出驱动信号再经驱动级功率放大后驱动IGBT。本实用型新结构简 单，生产工期短，工作稳定可靠，保护功能齐全，故障率低，有利于推广使 用。
本实用新型的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。附困说明
图l是本实用新型的电路原理框图； 图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式
、 结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参见
图1~2, —种大功率IGBT驱动功率放大电路，包括信号变压器、 滤波电路、驱动模块、信号放大电路和输出端子，所述的信号变压器的输出 端与滤波电路相连，滤波电路的输出端与驱动模块相连，驱动模块的输出端 与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端连接输出端子的输入，输出端 子与IGBT输入端相连，实现对IGBT进行驱动。
信号变压器T1的管脚10和管脚9分别与二极管VI、 V2的阳极相连，管 脚8分别与电解电容CIO的负极和电容C20的正极、电容Cll、 口l的一端相 连后接到输出端子XI的El点，变压器管脚7和管脚6分别与二极管V3、 V4 的阴极连接；二极管V1、 V2的阴极与电解电容CIO的正极、电容C11的另一 端相连后连接到驱动模块IC1的管脚4、电阻Rl的一端及晶体管VT1的管脚 c; 二极管V3、 V4的阳极相连接并和电解电容C20的负极、电容C21的另一 端及驱动模块IC1的管脚6、稳压二极管DW1的阳极、晶体管VH的管脚e相 连接；驱动模块IC1的13、 14脚接收DSP的信号输出，驱动模块IC1的管脚 1和稳压二极管DW1的阴极及二极管V5的阳极相连接，IC1的管脚5和电阻 R2的一端相连，驱动模块IC1的管脚8和光耦Ul的管脚2连接；光耦Ul的 管脚1和电阻R1的另一端相连，Ul管脚3接地，Ul管脚4接DSP的PC信号； 二极管V5的阴极和输出端子XI的端口 Cl相连；电阻R2的另一端和晶体管 VT1、 VT2的b管脚连4妻，晶体管VT1的管脚e和VT2的管脚c连4矣后4妻到输 出端子X1的端口 Gl。其中驱动模块采用M57962L驱动模块。工作原理
图2中信号变压器T1提供+15V、 - IOV双电源作为驱动才莫块的工作电源， +15V、 -IOV双电源先经滤波电容CIO、 Cll高频率波再经C20、 C21^f氐频滤波 后再供给驱动模块，当DSP输出P麵波至驱动模块IC1输入端l3和l4脚时， 驱动模块IC1的5脚输出经隔离放大后的PWM波，再经限流电阻R2限流，再 经VT1、 VT2所组成的乙类互补对称放大电路功率放大后驱动IGBT，以4呆i正驱 动电路对IGBT有足够的驱动能力。(根据实际情况可适当调节R2限流电阻) 当IGBT模块过载(过压、过流)时，亦即其集电极电压上升至大于15V时， 隔离二极管V5截止，驱动模块管脚1为15V高电平，判定为电路短路，则驱 动器将5脚置低电平，立即启动门关断电路，使IGBT截止，同时，模块管脚 8置低电平，使光耦合器工作并给DSP传输PC信号，经l 2ms延时后，如果 检测出输入端管脚13为高电平，则M57962L复位至初始状态。稳压二极管DW1 用于防止二极管V5击穿而损坏驱动模块(M5"6儿)。驱动模块ICl M"962L (由日本三菱电气公司提供)采用+15V、 - 10V双电源供电，由于采用-10V 关断电压，能更可靠关断，同时具有封闭性软关断功能，从而使IGBT更加安 全的工作。
权利要求1.一种大功率IGBT驱动功率放大电路，包括信号变压器、滤波电路、驱动模块、信号放大电路和输出端子，其特征在于所述的信号变压器的输出端与滤波电路相连，滤波电路的输出端与驱动模块相连，驱动模块的输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端连接输出端子的输入，输出端子与IGBT输入端相连，实现对IGBT进行驱动。
2. 根据权利要求1所述的大功率IGBT驱动功率放大电路，其特征在于 所述的信号变压器T1的管脚(10)和管脚(9)分别与二极管V1、 V2 的阳极相连，管脚(8 )分别与电解电容CIO的负极和电容C2Q的正极、 电容Cll、 C21的一端相连后接到输出端子XI的(El)点，变压器管 脚(7)和管脚(6)分别与二极管V3、 V4的阴极连接；二极管VI、 V2的阴极与电解电容CIO的正极、电容Cll的另一端相连后连接到驱 动模块IC1的管脚(4 )、电阻Rl的一端及晶体管VT1的管脚(c ); 二 极管V3、 V4的阳极相连接并和电解电容C20的负极、电容C21的另一 端及驱动模块IC1的管脚(6)、稳压二极管DW1的阳极、晶体管VT2 的管脚(e )相连接；驱动模块IC1的(13、 14 )脚接收DSP的信号输 出，驱动模块IC1的管脚(1 )和稳压二极管冊l的阴极及二极管V5 的阳极相连接，IC1的管脚(5 )和电阻R2的一端相连，驱动模块IC1 的管脚(8 )和光耦Ul的管脚(2 )连接；光耦Ul的管脚(1 )和电阻 Rl的另一端相连，Ul管脚(3 )接地，Ul管脚(4 )接DSP的PC信号； 二极管V5的阴极和输出端子X1的端口 (Cl)相连；电阻R2的另一端 和晶体管VT1、 VT2的(b )管脚连接，晶体管VT1的管脚(e )和VT2 的管脚(c)连接后接到输出端子X1的端口 (Gl)。
3. 根据权利要求1所述的大功率IGBT驱动功率放大电路，其特征在于 所述的驱动模块采用M57962L驱动模块。
专利摘要本实用新型涉及一种大功率IGBT驱动功率放大电路，包括信号变压器、滤波电路、驱动模块、信号放大电路和输出端子，信号变压器的输出端与滤波电路相连，滤波电路的输出端与驱动模块相连，驱动模块的输出端与信号放大电路相连，信号放大电路的输出端连接输出端子的输入，输出端子与IGBT输入端相连，实现对IGBT进行驱动。采用信号变压器供电，有封闭性短路保护功能，电源接通后，自检IGBT是否过载或短路。若过载或短路，IGBT的集电极电位升高，经外接二极管流入检测电路的电流增加，栅极关断电路动作，切断IGBT的栅极驱动信号，输出低电平“过载/短路”指示信号。结构简单，生产工期短，工作稳定可靠，保护功能齐全，故障率低，利于推广使用。
文档编号H03F1/52GK201323552SQ20082014382
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月3日 优先权日2008年12月3日
发明者李红川 申请人:天津华云自控股份有限公司