專利名稱：大功率igbt并聯驅動電路的拓撲結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，特別涉及一種多個IGBT (絕 緣柵極雙極晶體管)模塊的并聯驅動與保護電路的拓撲結構。
背景技術：
大容量功率單元主要用于太陽能光伏并網逆變器、風機變流器、高速動車組中牽引變流 器等等需要變流技術的領域，功率單元是變流器中的核心部件，而其中的功率器件IGBT的驅 動與保護電路的設計一直以來是相關技術人員積極努力的部分。在實際變流器設計中需要大容量功率單元，如兆瓦級，而IBGT模塊自身的容量由于受電 力電子制造水平的限制，當前單個模塊最大容量是遠不能滿足大容量功率單元的要求，另外 ，采用多只小容量IGBT并聯取代一只大功率的IGBT從成本上看更加經濟；現有的IGBT并聯驅 動電路的可靠性與穩定性較低，不能滿足大功率場合的需要。實用新型內容本發明所要解決的技術問題是提供一種大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，以提高 IGBT的驅動與保護水平，并提高功率單元的可靠性與穩定性。為解決上述技術問題，本發明提供了一種大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，包括 多個IGBT模塊，各IGBT模塊內具有第一IGBT單元和第二IGBT單元，第一IGBT單元的發射極與 第二IGBT單元的集電極相連并構成接點，各IGBT模塊上的所述接點通過第一銅排相連并構成 A相端，各IGBT模塊內的第一IGBT單元的集電極通過第二銅排相連并構成正極端，各IGBT模 塊內的第二IGBT單元的發射極構成負極端；各IGBT模塊中的IGBT單元的柵極、所述A相端、 正極端和負極端與驅動電路相連，該驅動電路通過數據總線與CPU單元相連。進一步，為便于安裝和散熱，各IGBT模塊等間距平行設置。進一步，為獨立驅動各IGBT模塊，防止單個IGBT模塊出現故障對整個拓撲結構產生影響 ，所述驅動電路與各IGBT模塊的個數相等且一一對應相連。進一步，為有效固定各IGBT模塊，所述第一銅排和第二銅排平行設置，其間設有用于固 定各IGBT模塊的第三銅排。各IGBT模塊與所述數據總線相連的傳輸線路呈對稱分布，這樣可減少IGBT驅動板對外接 口的復雜性，并最大程度地減少CPU信號傳輸的延遲性。
本發明具有積極的效果(1)本發明的大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構中，CPU與 驅動電路的信號傳輸主要通過數據總線分別傳輸各驅動電路中，另外各驅動電路的故障反饋 信息又通過數據總線反饋到CPU單元中。故而提高了IGBT的驅動與保護水平，確保了功率單 元的可靠性與穩定性。(2)本發明中，各IGBT模塊利用銅排將其并聯在一起，以提高均流 效果，減少其雜散電感，從而減小各IGBT單元開通時的電壓尖峰，保持每個驅動電路驅動電 阻的一致性。
為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例并結合附圖，對 本實用新型作進一步詳細的說明，其中
圖1為實施例1的大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構的電路框圖； 圖2為實施例1中的并聯IGBT模塊的電氣原理圖。
具體實施方式(實施例l)
如圖1-2所示，本實施例的大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，包括3個IGBT模塊M1、 M2和M3，各IGBT模塊內具有第一IGBT單元和第二IGBT單元，第一IGBT單元的發射極與第二 IGBT單元的集電極相連并構成接點，各IGBT模塊上的所述接點通過第一銅排a相連并構成A相 端，各IGBT模塊內的第一IGBT單元的集電極通過第二銅排b相連并構成正極端，各IGBT模塊 內的第二IGBT單元的發射極構成負極端。
其中，IGBT模塊M1中第一IGBT單元的發射極為E1，集電極為C1，柵極為G1; IGBT模塊 M1中第二IGBT單元的發射極為E2，集電極為C2，柵極為G2。
IGBT模塊M2中第一IGBT單元的發射極為E3，集電極為C3，柵極為G3; IGBT模塊M2中第二 IGBT單元的發射極為E4，集電極為C4，柵極為G4。
IGBT模塊M3中第一IGBT單元的發射極為E5，集電極為C5，柵極為G5; IGBT模塊M3中第二 IGBT單元的發射極為E6，集電極為C6，柵極為G6。
各IGBT模塊中的IGBT單元的柵極、所述A相端、正極端和負極端與驅動電路相連，該驅 動電路通過數據總線與CPU單元相連。各IGBT模塊等間距平行設置，所述驅動電路與各IGBT模塊的個數相等且一一對應相連。 所述第一銅排a和第二銅排b平行設置，其間設有用于固定各IGBT模塊的第三銅排d。 各IGBT模塊與所述數據總線相連的傳輸線路呈對稱分布。
(實施例2)
以半橋為例，選用同一廠家生產的同一型號同一批次的IGBT (至少兩只，本實用新型以 3只為例)，將3只IGBT模塊(Ml、 M2和M3)利用銅排將其并聯在一起，以提高均流效果，減 少其雜散電感，從而減小IGBT開通時的電壓尖峰，保持每個驅動電路驅動電阻的一致性。 CPU單元與驅動電路的信號傳輸主要通過驅動電路板AO上的數據總線分別傳輸到驅動電路板 Al和驅動電路板A2中，另外從驅動電路板A1與驅動電路板A2故障反饋信息又通過電路板A的 數據總線反饋到CPU單元中，三塊電路板的集電極C1一C6，柵極G1—G6，發射極E1—E6對應 地接至所述IGBT模塊M1-M3上，以保證傳輸線路的對稱性，這樣減少了IGBT驅動板對外接口 的復雜性，同時也最大程度地減少了CPU信號傳輸的延遲性。
對于單相與三相的的變流器只是將上述的步驟重復進行就可以了，器件的一致性與傳輸 線路的對稱性(驅動電路的GE引出線越短越好)可使整個電路性能更加優良。
本實用新型只是以3個IGBT模塊為例來闡述IGBT并聯電路的拓撲結構，從實際的試驗來 看2個以上的IGBT模塊并聯驅動均可采用該結構。
顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明 的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其 它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明 的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
權利要求1、一種大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，其特征在于包括多個IGBT模塊，各IGBT模塊內具有第一IGBT單元和第二IGBT單元，第一IGBT單元的發射極與第二IGBT單元的集電極相連并構成接點，各IGBT模塊上的所述接點通過第一銅排(a)相連并構成A相端，各IGBT模塊內的第一IGBT單元的集電極通過第二銅排(b)相連并構成正極端，各IGBT模塊內的第二IGBT單元的發射極構成負極端；各IGBT模塊中的IGBT單元的柵極、所述A相端、正極端和負極端與驅動電路相連，該驅動電路通過數據總線與CPU單元相連。
2、 根據權利要求1所述的大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，其特征在于各IGBT 模塊等間距平行設置。
3、 根據權利要求1或2所述的大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，其特征在于所述 驅動電路與各IGBT模塊的個數相等且一一對應相連。
4、 權利要求3所述的大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，其特征在于所述第一銅 排(a)和第二銅排(b)平行設置，其間設有用于固定各IGBT模塊的第三銅排(d)。
5、 權利要求3所述的大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，其特征在于各IGBT模塊 與所述數據總線相連的傳輸線路呈對稱分布。
專利摘要本實用新型涉及一種大功率IGBT并聯驅動電路的拓撲結構，其包括多個IGBT模塊，各IGBT模塊內具有兩個IGBT單元，第一IGBT單元的發射極與第二IGBT單元的集電極相連并構成接點，各IGBT模塊上的所述接點通過第一銅排相連并構成A相端，各IGBT模塊內的第一IGBT單元的集電極通過第二銅排相連并構成正極端，各IGBT模塊內的第二IGBT單元的發射極構成負極端；各IGBT模塊中的IGBT單元的柵極、所述A相端、正極端和負極端與驅動電路相連，該驅動電路通過數據總線與CPU單元相連。CPU與驅動電路的信號傳輸主要通過數據總線分別傳輸各驅動電路中，另外各驅動電路的故障反饋信息又通過數據總線反饋到CPU單元中。故而提高了IGBT的驅動與保護水平，確保了功率單元的可靠性與穩定性。
文檔編號H02M7/44GK201365207SQ20092030063
公開日2009年12月16日 申請日期2009年2月16日 優先權日2009年2月16日
發明者成 徐, 蒲延洲 申請人:常州瑞閃新能源有限公司