專利名稱：Igbt驅動電路及三相半橋逆變器驅動電路的制作方法
技術領域：
IGBT驅動電路及三相半橋逆變器驅動電路技術領域[0001 ] 本實用新型涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種IGBT驅動電路及三相半橋逆變器驅動電路。
背景技術：
[0002]由于三相半橋逆變器的三組IGBT橋臂(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)相互獨立工作，使得當三相半橋逆變器的三相負載不平衡時，該三相半橋逆變器也能輸出精度較高的三相電壓，從而使得三相半橋逆變器得到了廣泛的應用。目前，對三相半橋逆變器中的電子元器件或整個三相半橋逆變器裝置的一些保護措施通常是設置在其驅動電路(由若干IGBT驅動電路組成)中，或通過三相半橋逆變器的驅動電路本身來實現，從而使得三相半橋逆變器驅動電路的設計變得越來越重要。然而，現有的三相半橋逆變器的驅動電路存在以下缺陷=IGBT開關時間過長，IGBT開關損耗較高，IGBT開關狀態、電路運行效率及電路的過流保護等方面均遠遠達不到三相半橋逆變器的要求。實用新型內容[0003]本實用新型的主要目的是提供一種IGBT驅動電路，旨在縮短IGBT的開關時間，減少IGBT的開關損耗，提·高電路的運行效率、可靠性和安全性。[0004]為了達到上述目的，本實用新型提出一種IGBT驅動電路，用于驅動IGBT的開關工作，該IGBT驅動電路包括供電電源、PWM控制信號輸入端、死區時間設置電路、IGBT驅動芯片、推挽驅動電路及IGBT過流保護電路；其中[0005]所述IGBT驅動芯片的電源輸入腳與所述供電電源連接，所述IGBT驅動芯片的反向信號輸入腳與其輸入端的地線腳連接，且接地；所述死區時間設置電路的輸入端與所述 PWM控制信號輸入端連接，其輸出端與所述IGBT驅動芯片的正向信號輸入腳連接；所述推挽驅動電路的驅動輸入端與所述IGBT驅動芯片的驅動信號輸出腳連接，其驅動輸出端與 IGBT的柵極連接，其電源輸入端與所述IGBT驅動芯片的驅動電壓源輸出腳連接；所述IGBT 驅動芯片的偏置電壓輸出腳及其輸出端的基準地線腳均與IGBT的源極連接；所述IGBT過流保護電路連接于IGBT的漏極和所述IGBT驅動芯片的電流檢測輸入腳之間。[0006]優選地，所述死區時間設置電路包括第一二極管、第一電阻、第一電容、電壓比較器及一基準電壓源；其中[0007]所述第一電阻的一端與所述PWM控制信號輸入端連接，且與所述第一二極管的陰極連接，所述第一電阻的另一端與所述電壓比較器的同相輸入端連接，且分別與所述第一二極管的陽極及所述第一電容的一端連接；所述第一電容的另一端接地；所述電壓比較器的反相輸入端與所述基準電壓源連接，所述電壓比較器的輸出端與所述IGBT驅動芯片的正向信號輸入腳連接。[0008]優選地，所述推挽驅動電路包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、NPN三極管及PNP4三極管；其中[0009]所述第二電阻的一端與所述IGBT驅動芯片的驅動信號輸出腳連接，所述第二電阻的另一端分別與所述NPN三極管的基極及所述PNP三極管的基極連接；所述NPN三極管的集電極與所述IGBT驅動芯片的驅動電壓源輸出腳連接，所述NPN三極管的發射極經所述第三電阻與所述IGBT的柵極連接；所述PNP三極管的集電極與所述IGBT驅動芯片的偏置電壓輸出腳連接，所述PNP三極管的發射極經所述第四電阻與所述IGBT的柵極連接。[0010]優選地，所述IGBT過流保護電路包括第五電阻及第二二極管；其中[0011]所述第五電阻的一端與所述IGBT驅動芯片的電流檢測輸入腳連接，所述第五電阻的另一端與所述第二二極管的陽極連接，所述第二二極管的陰極與所述IGBT的漏極連接。[0012]優選地，所述IGBT驅動電路還包括第二電容、第三電容、第四電容、第五電容及第一極性電容；其中[0013]所述第二電容連接于所述IGBT驅動芯片的電源輸入腳和所述IGBT驅動芯片的輸入端的地線腳之間；所述第三電容連接于所述IGBT驅動芯片的輸出端的基準地線腳和所述IGBT驅動芯片的驅動電壓源輸出腳之間；所述第四電容連接于所述IGBT驅動芯片的驅動電壓源輸出腳和所述IGBT驅動芯片的偏置電壓輸出腳之間；所述第五電容連接于所述IGBT驅動芯片的輸出端的基準地線腳和所述IGBT驅動芯片的電流檢測輸入腳連接；所述第一極性電容的正極與所述IGBT驅動芯片的輸出端的基準地線腳連接，其負極與所述 IGBT驅動芯片的偏置電壓輸出腳連接。[0014]優選地，所述IGBT驅動芯片的型號為HCPL-316J。[0015]優選地，所述IGBT驅動芯片的第13腳為其驅動電壓源輸出腳，與其第12腳連接， 且與所述NPN三極管的集電極連接；所述IGBT驅動芯片的第8腳接地。[0016]本實用新型還提出一種三相半橋逆變器驅動電路，該三相半橋逆變器驅動電路包括若干IGBT驅動電路，所述IGBT驅動電路包括供電電源、PWM控制信號輸入端、死區時間設置電路、IGBT驅動芯片、推挽驅動電路及IGBT過流保護電路；其中[0017]所述IGBT驅動芯片的電源輸入腳與所述供電電源連接，所述IGBT驅動芯片的反向信號輸入腳與其輸入端的地線腳連接，且接地；所述死區時間設置電路的輸入端與所述 PWM控制信號輸入端連接，其輸出端與所述IGBT驅動芯片的正向信號輸入腳連接；所述推挽驅動電路的驅動輸入端與所述IGBT驅動芯片的驅動信號輸出腳連接，其驅動輸出端與 IGBT的柵極連接，其電源輸入端與所述IGBT驅動芯片的驅動電壓源輸出腳連接；所述IGBT 驅動芯片的偏置電壓輸出腳及其輸出端的基準地線腳均與IGBT的源極連接；所述IGBT過流保護電路連接于IGBT的漏極和所述IGBT驅動芯片的電流檢測輸入腳之間。[0018]優選地，還包括用于對所述三相半橋逆變器的三相輸出端的電壓分別進行采樣的電壓采樣電路、用于對所述三相半橋逆變器的三相負載的電流分別進行采樣的電流采樣電路、以及用于根據所述電壓采樣電路采樣到的電壓和所述電流采樣電路采樣到的電流，輸出相應的PWM控制信號給各所述IGBT驅動電路的DSP芯片；所述DSP芯片包括若干PWM控制信號輸出腳、若干I/O 口、米樣電壓輸入腳及米樣電流輸入腳；其中[0019]各所述IGBT驅動電路中的PWM控制信號輸入端分別與所述DSP芯片的相應PWM 控制信號輸出腳連接；各所述IGBT驅動電路中的IGBT驅動芯片的故障信號輸出腳分別與所述DSP芯片的相應I/O 口連接；所述DSP芯片的采樣電壓輸入腳與所述電壓采樣電路連接，所述DSP芯片的采樣電流輸入腳與所述電流采樣電路連接。[0020]本實用新型提出的IGBT驅動電路，通過PWM控制信號輸入端輸入相應的PWM控制信號，該PWM控制信號經過死區時間設置電路設置其死區時間后，輸出至IGBT驅動芯片的正向信號輸入腳，IGBT驅動芯片根據其正向信號輸入腳所輸入的PWM控制信號，輸出相應的驅動信號，該驅動信號經推挽驅動電路驅動IGBT的開關工作。本實用新型提出的該IGBT 驅動電路，縮短了 IGBT的開關時間，減少了 IGBT的開關損耗，提高了電路的運行效率、可靠性和安全性。并且，本實用新型提出的該IGBT驅動電路還具有成本低及易實現的優點。
[0021]圖I是本實用新型中IGBT驅動電路較佳實施例的電路結構示意圖；[0022]圖2是本實用新型中三相半橋逆變器驅動電路較佳實施例的電路結構示意圖；[0023]圖3是本實用新型中三相半橋逆變器驅動電路較佳實施例的相應PWM控制信號的波形圖。[0024]本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
[0025]以下結合說明書附圖及具體實施例進一步說明本實用新型的技術方案。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。[0026]圖I是本實用新型中IGBT驅動電路較佳實施例的電路結構示意圖。[0027]參照圖1，本實用新型中的IGBT驅動電路10用于驅動絕緣柵雙極型晶體管VT(下稱IGBT)的開關工作。其中，IGBT的漏極和源極之間連接有二極管VD，二極管VD的陰極與 IGBT的漏極連接，二極管VD的陽極與IGBT的源極連接。[0028]本實用新型中的IGBT驅動電路10包括供電電源VCC、PWM控制信號輸入端101、 死區時間設置電路102、IGBT驅動芯片103、推挽驅動電路104及IGBT過流保護電路105。 本實用新型實施例中的IGBT驅動芯片103的型號為HCPL-316J。[0029]其中，IGBT驅動芯片103的電源輸入腳VCCl (第3腳)與供電電源VCC的正極連接，供電電源VCC的負極接地，IGBT驅動芯片103的反向信號輸入腳VIN-(第2腳)與其輸入端的地線腳GNDl (第4腳)連接，且接地；死區時間設置電路102的輸入端與PWM控制信號輸入端101連接，死區時間設置電路102的輸出端與IGBT驅動芯片103的正向信號輸入腳VIN+ (第I腳)連接；推挽驅動電路104的驅動輸入端與IGBT驅動芯片103的驅動信號輸出腳VOUT (第11腳)連接，推挽驅動電路104的驅動輸出端與IGBT的柵極連接，推挽驅動電路104的電源輸入端與IGBT驅動芯片103的驅動電壓源輸出腳VCC2 (第13腳)連接；IGBT驅動芯片103的驅動電壓源輸出腳VCC2 (第13腳)還與其VC引腳(第12腳)連接，IGBT驅動芯片103的VLEDl-引腳(第8腳)接地，IGBT驅動芯片103的偏置電壓輸出腳VEE (第9腳和第10腳)及其輸出端的基準地線腳VE (第16腳)均與IGBT的源極連接； IGBT過流保護電路105連接于IGBT的漏極和IGBT驅動芯片103的電流檢測輸入腳DESAT (第14腳)之間。[0030]具體地，上述死區時間設置電路102包括第一二極管D1、第一電阻R1、第一電容Cl、電壓比較器Ul及一基準電壓源，其中，基準電壓源的電壓為Vref/2。[0031]其中，第一電阻Rl的一端為死區時間設置電路102的輸入端，與PWM控制信號輸入端101連接，且與第一二極管Dl的陰極連接，第一電阻Rl的另一端與電壓比較器Ul的同相輸入端(+ )連接，且分別與第一二極管Dl的陽極及第一電容Cl的一端連接,第一電容Cl 的另一端接地，電壓比較器的反相輸入端(_)與基準電壓源連接，電壓比較器的輸出端為死區時間設置電路102的輸出端，與IGBT驅動芯片103的正向信號輸入腳VIN+ (第I腳)連接。[0032]上述推挽驅動電路包括第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、NPN三極管Tl及 PNP三極管T2。[0033]其中，第二電阻R2的一端為推挽驅動電路104的驅動輸入端，與IGBT驅動芯片 103的驅動信號輸出腳VOUT (第11腳)連接，第二電阻R2的另一端分別與NPN三極管Tl 的基極及PNP三極管T2的基極連接；NPN三極管Tl的集電極為推挽驅動電路104的電源輸入端，與IGBT驅動芯片103的驅動電壓源輸出腳VCC2 (第13腳)連接，NPN三極管Tl的發射極經第三電阻R3與IGBT的柵極連接；PNP三極管T2的集電極與IGBT驅動芯片103 的偏置電壓輸出腳VEE (第9腳和第10腳)連接，PNP三極管T2的發射極經第四電阻R4與 IGBT的柵極連接。其中，第三電阻R3與第四電阻R4之間的結點為推挽驅動電路104的驅動輸出端。[0034]上述IGBT過流保護電路104包括第五電阻R5及第二二極管D2。第二二極管D2 用于檢測IGBT的飽和壓降。[0035]其中，第二二極管D2的陰極與IGBT的漏極連接，第二二極管D2的陽極與第五電阻R5的一端連接，第五電阻R5的另一端與IGBT驅動芯片103的電流檢測輸入腳DESAT(第 14腳)連接。[0036]并且，本實用新型提出的該IGBT驅動電路還包括第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5及第一極性電容El。[0037]其中，第二電容C2連接于IGBT驅動芯片103的電源輸入腳VCCl(第3腳)和IGBT 驅動芯片103的輸入端的地線腳GNDl (第4腳)之間；第三電容C3連接于IGBT驅動芯片 103的輸出端的基準地線腳VE (第16腳)和IGBT驅動芯片103的驅動電壓源輸出腳VCC2 (第13腳)之間；第四電容C4連接于IGBT驅動芯片103的驅動電壓源輸出腳VCC2 (第13 腳)和IGBT驅動芯片103的偏置電壓輸出腳VEE (第9腳和第10腳)之間；第五電容C5連接于IGBT驅動芯片103的輸出端的基準地線腳VE (第16腳)和IGBT驅動芯片103的電流檢測輸入腳DESAT (第14腳)連接；第一極性電容El的正極與IGBT驅動芯片103的輸出端的基準地線腳VE (第16腳)連接，第一極性電容El的負極與IGBT驅動芯片103的偏置電壓輸出腳VEE (第9腳和第10腳)連接。[0038]本實用新型實施例中所采用的IGBT驅動芯片HCPL-316J是由Agilent公司生產的一種IGBT門極驅動光耦合器，其內部集成了 IGBT的欠壓鎖定保護電路及故障狀態反饋電路(即IGBT的過流保護功能)，IGBT驅動芯片HCPL-316J所集成的上述兩個功能電路為本實用新型IGBT驅動電路的可靠工作提供了保障。[0039]另外，本實施例所采用的IGBT驅動芯片HCPL-316J還具有以下功能可使IGBT的漏極電流高達150A ;可使IGBT漏極和源極之間的電壓UCE高達1200V ;兼容CM0S/TTL電平；可使IGBT的開關時間短至500ns ;寬工作電壓范圍(15 30V);用戶可配置自動復位、 自動關閉等。[0040]本實用新型TGBT驅動電路在上電過程中，IGBT驅動芯片103的供電電源VCC由 OV逐漸上升到其最大值，若此時IGBT驅動芯片103的驅動信號輸出腳VOUT (第11腳)有驅動信號的輸出，則會造成IGBT的柵極電壓過低，從而使IGBT工作在線性放大區，以造成 IGBT發熱過多而燒毀。而本實用新型所采用的IGBT驅動芯片HCPL-316J，其欠壓鎖定保護功能就能解決該問題，從而使得本實用新型能夠避免在電路的上電過程中使IGBT工作在線性放大區。具體地，當供電電源VCC與IGBT的漏極和源極之間的電壓UCE的電壓差小于 12V時，IGBT驅動芯片HCPL-316J的驅動信號輸出腳VOUT (第11腳)輸出低電平，使IGBT 處于截止狀態，從而防止了 IGBT工作在線性放大區以造成其發熱過多而燒毀。并且，與上述欠壓鎖定保護功能所對應的鎖定信號可以通過IGBT驅動芯片HCPL-316J的復位腳(第5 腳)進行清除。[0041]并且，IGBT驅動芯片HCPL-316J可以通過檢測IGBT的導通壓降卿IGBT導通時， 其漏極和源極之間的電壓UCE)來實施對IGBT的過流保護功能。IGBT驅動芯片HCPL-316J 內置有固定的7V電平，在過流保護電路105工作時，它將檢測到的IGBT的漏極和源極之間的電壓UCE與IGBT驅動芯片HCPL-316J內置的該7V電平進行比較，當檢測到的IGBT 的漏極和源極之間的電壓UCE超過7V時(S卩IGBT處于過流飽和狀態)，則IGBT驅動芯片 HCPL-316J的驅動信號輸出腳VOUT (第11腳)輸出低電平，以關斷IGBT (即此時封鎖了高電平的驅動信號的輸出，該封鎖狀態同樣可以通過IGBT驅動芯片HCPL-316J的復位腳(第 5腳)進行解除)，同時，一個故障信號通過IGBT驅動芯片HCPL-316J內部的光耦從其故障信號輸出引腳(第6腳)反饋給本實用新型IGBT驅動電路的輸入側，以便在本實用新型IGBT 驅動電路的輸入側采取相應的保護措施。本實用新型實施例中，當IGBT關斷時，其漏極和源極之間的電壓UCE必定超過7V，但此時，過流保護電路105已失效，從而IGBT驅動芯片 HCPL-316J的故障信號輸出引腳(第6腳)不會產生故障信號，而實際上，由于二極管D2本身具有管壓降的因素，在上述UCE不到7V時，IGBT驅動芯片HCPL-316J就已經完成了對IGBT 的過流保護動作。[0042]本實用新型實施例，當PWM控制信號輸入端101所輸入的PWM控制信號的上升沿到來時，其通過第一電阻Rl對第一電容Cl進行充電，當所輸入的PWM控制信號的下降沿到來時，第一電容Cl中所存儲的電能通過第一二極管Dl進行放電，使第一電容Cl的電壓立刻下降，從而使得輸入至IGBT驅動芯片103的正向信號輸入腳VIN+ (第I腳)的PWM控制信號是一整形后的PWM控制信號(即設置了死區時間的PWM控制信號)，整形后的該PWM控制信號經過IGBT驅動芯片103的隔離放大后，從IGBT驅動芯片103的驅動信號輸出腳VOUT (第11腳)輸出相應的驅動信號給推挽驅動電路104，以驅動IGBT的開關工作。其中，上述推挽驅動電路104的主要目的是為了加大IGBT的驅動電流，以匹配IGBT的驅動要求。[0043]本實用新型實施例，當IGBT驅動芯片103的驅動信號輸出腳VOUT (第11腳)輸出高電平時，推挽驅動電路104中的NPN三極管Tl導通，PNP三極管T2截止，此時，IGBT的柵極和源極之間的電壓UGE為15V，IGBT處于導通狀態；當IGBT驅動芯片103的驅動信號輸出腳VOUT (第11腳)輸出低電平時，推挽驅動電路104中的NPN三極管Tl截止，PNP三極管T2導通，此時，IGBT的柵極和源極之間的電壓UGE為-9V，IGBT處于關斷狀態。[0044]本實用新型提出的IGBT驅動電路，通過PWM控制信號輸入端輸入相應的PWM控制信號，該PWM控制信號經過死區時間設置電路設置其死區時間后，輸出至IGBT驅動芯片的正向信號輸入腳，IGBT驅動芯片根據其正向信號輸入腳所輸入的PWM控制信號，輸出相應的驅動信號，該驅動信號經推挽驅動電路驅動IGBT的開關工作。本實用新型提出的該IGBT 驅動電路，縮短了 IGBT的開關時間，減少了 IGBT的開關損耗，提高了電路的運行效率、可靠性和安全性。并且，本實用新型提出的該IGBT驅動電路還具有成本低及易實現的優點。[0045]本實用新型還提出一種三相半橋逆變器驅動電路，圖2是本實用新型中三相半橋逆變器驅動電路較佳實施例的電路結構示意圖。[0046]參照圖2，本實用新型中三相半橋逆變器驅動電路包括三相半橋逆變器201、電感 LI、電感L2、電感L3、電壓采樣電路202、電流采樣電路203、第一相輸出端UA、第二相輸出端 UB、第三相輸出端UC、地線端GND、負載1、負載2、負載3、電容(11、電容(12、電容(13、DSP 芯片204、第一 IGBT驅動電路205、第二 IGBT驅動電路206、第三IGBT驅動電路207、第四 IGBT驅動電路208、第五IGBT驅動電路209及第六IGBT驅動電路210。第一相輸出端UA、 第二相輸出端UB、第三相輸出端UC及地線端GND構成三相半橋逆變器201的三相四線制。 本實用新型實施例中的DSP芯片204的型號為TMS320F2812。[0047]其中，電壓米樣電路202用于對三相半橋逆變器201的三相輸出端(即第一相輸出端UA、第二相輸出端UB及第三相 輸出端UC)的電壓分別進行采樣，電流采樣電路203用于對三相半橋逆變器201的三相負載(即負載I、負載2及負載3)的電流分別進行采樣，DSP 芯片204用于根據電壓采樣電路202采樣到的電壓和電流采樣電路203采樣到的電流，輸出相應的PWM控制信號給相應的上述IGBT驅動電路。[0048]具體地，三相半橋逆變器201包括供電電源GBI、供電電源GB2、極性電容E11、極性電容E12、第一絕緣柵雙極型晶體管VTl (下稱VT1)、第二絕緣柵雙極型晶體管VT2 (下稱 VT2)、第三絕緣柵雙極型晶體管VT3 (下稱VT3)、第四絕緣柵雙極型晶體管VT4 (下稱VT4)、 第五絕緣柵雙極型晶體管VT5(下稱VT5)、第六絕緣柵雙極型晶體管VT6(下稱VT6)、第一二極管VD1、第二二極管VD2、第三二極管VD3、第四二極管VD4、第五二極管VD5及第六二極管 VD6。其中，VTl和VT2構成三相半橋逆變器201的第一個橋臂，VT3和VT4構成三相半橋逆變器201的第二個橋臂，VT5和VT6構成三相半橋逆變器201的第三個橋臂。[0049]DSP芯片204包括若干PWM控制信號輸出腳、若干I/O 口、采樣電壓輸入腳及采樣電流輸入腳。[0050]其中，供電電源GB1、GB2相互串聯，其正極端分別與VT1、VT3、VT5的漏極連接，其負極端分別與VT2、VT4、VT6的源極連接；VT1的源極與VT2的漏極連接，VT3的源極與VT4 的漏極連接，VT5的源極與VT6的漏極連接；第一二極管VDl連接于VTl的漏極和源極之間， 第二二極管VD2連接于VT2的漏極和源極之間，第三二極管VD3連接于VT3的漏極和源極之間，第四二極管VD4連接于VT4的漏極和源極之間，第五二極管VD5連接于VT5的漏極和源極之間，第六二極管VD6連接于VT6的漏極和源極之間；極性電容Ell的正極與供電電源 GBl的正極連接，其負極與供電電源GBl的負極連接；極性電容E12的正極與供電電源GB2 的正極連接，其負極與供電電源GB2的負極連接；[0051]電感LI的一端連接于VT5和VT6之間，電感LI的另一端為第一相輸出端UA，電感 L2的一端連接于VT3和VT4之間，電感L2的另一端為第二相輸出端UB，電感L3的一端連接于VTl和VT2之間，電感L3的另一端為第三相輸出端UC ;供電電源GBl與供電電源GB2 之間的結點為地線端GND ;負載I的一端與第一相輸出端UA連接，其另一端與地線端GND連接，負載2的一端與第二相輸出端UB連接，其另一端與地線端GND連接，負載3的一端與第三相輸出端UC連接，其另一端與地線端GND連接；電容Cll與負載I并聯，電容C12與負載 2并聯，電容C13與負載3并聯；[0052]電壓米樣電路202的米樣輸入端分別與第一相輸出端UA、第二相輸出端UB、第三相輸出端UC連接，電壓采樣電路202的采樣輸出端與DSP芯片204的采樣電壓輸入腳連接； 電流采樣電路203的采樣輸入端分別與負載I的末端(即負載I與地線端GND之間)、負載2 的末端(即負載2與地線端GND之間)及負載3的末端(即負載3與地線端GND之間)連接， 電流采樣電路203的采樣輸出端與DSP芯片204的采樣電流輸入腳連接；[0053]第一 IGBT驅動電路205、第二 IGBT驅動電路206、第三IGBT驅動電路207、第四 IGBT驅動電路208、第五IGBT驅動電路209及第六IGBT驅動電路210的PWM控制信號輸入端分別與DSP芯片204的相應PWM控制信號輸出腳連接，第一 IGBT驅動電路205的驅動輸出端與VTl的柵極連接，第二 IGBT驅動電路206的驅動輸出端與VT2的柵極連接，第三 IGBT驅動電路207的驅動輸出端與VT3的柵極連接，第四IGBT驅動電路208的驅動輸出端與·VT4的柵極連接，第五IGBT驅動電路209的驅動輸出端與VT5的柵極連接，第六IGBT驅動電路210的驅動輸出端與VT6的柵極連接。[0054]其中，上述第一 IGBT驅動電路205、第二 IGBT驅動電路206、第三IGBT驅動電路 207、第四IGBT驅動電路208、第五IGBT驅動電路209及第六IGBT驅動電路210的電路結構均與圖I所示的IGBT驅動電路的電路結構相同，此處不再贅述。[0055]并且，上述第一 IGBT驅動電路205、第二 IGBT驅動電路206、第三IGBT驅動電路 207、第四IGBT驅動電路208、第五IGBT驅動電路209及第六IGBT驅動電路210中的IGBT 驅動芯片的故障信號輸出腳(第6腳)分別與上述DSP芯片204的相應I/O 口連接。[0056]本實用新型提出的三相半橋逆變器驅動電路，通過電壓采樣電路對三相半橋逆變器的三相輸出端的電壓分別進行采樣，通過電流采樣電路對三相半橋逆變器的三相負載的電流分別進行采樣，電路中的DSP芯片根據電壓采樣電路采樣到的電壓和電流采樣電路采樣到的電流，輸出相應的PWM控制信號給第一 IGBT驅動電路、第二 IGBT驅動電路、第三 IGBT驅動電路、第四IGBT驅動電路、第五IGBT驅動電路及第六IGBT驅動電路，以分別驅動三相半橋逆變器中六個絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的工作。本實用新型提出的該三相半橋逆變器驅動電路縮短了三相半橋逆變器中IGBT的開關時間，減少了 IGBT的開關損耗，提高了電路的運行效率、可靠性和安全性。并且，本實用新型提出的該三相半橋逆變器驅動電路還具有成本低和易實現的優點。[0057]圖3是本實用新型中三相半橋逆變器驅動電路較佳實施例的相應PWM控制信號的波形圖。[0058]一并參照圖2和圖3，圖中PWM1、PWM2分別為DSP芯片204輸出至第一 IGBT驅動電路205和第二 IGBT驅動電路206的PWM控制信號的波形，圖中Vca、Vcb為三相半橋逆變器201的上下橋臂VT1、VT2所對應的IGBT驅動電路(即上述第一 IGBT驅動電路205和第二 IGBT驅動電路206)的死區時間設置電路中第一電容上的電壓，Vrefl/2、Vref2/2為三相半橋逆變器201的上下橋臂VTl、VT2所對應的IGBT驅動電路(即第一 IGBT驅動電路205和第二 IGBT驅動電路206)的死區時間設置電路中電壓比較器的門檻電壓(即電壓比較器反向輸入端所輸入的參考電壓源的電壓)，圖中DPWM1、DPWM2分別為經整形后的輸出至第一 IGBT驅 動電路205和第二 IGBT驅動電路206中IGBT驅動芯片第I腳的PWM控制信號的波形，圖中Td為PWM控制信號的死區時間。[0059]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍， 凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
權利要求1.一種IGBT驅動電路，用于驅動IGBT的開關工作，其特征在于，包括供電電源、PWM控制信號輸入端、死區時間設置電路、IGBT驅動芯片、推挽驅動電路及IGBT過流保護電路；其中所述IGBT驅動芯片的電源輸入腳與所述供電電源連接，所述IGBT驅動芯片的反向信號輸入腳與其輸入端的地線腳連接，且接地；所述死區時間設置電路的輸入端與所述PWM 控制信號輸入端連接，其輸出端與所述IGBT驅動芯片的正向信號輸入腳連接；所述推挽驅動電路的驅動輸入端與所述IGBT驅動芯片的驅動信號輸出腳連接，其驅動輸出端與IGBT 的柵極連接，其電源輸入端與所述IGBT驅動芯片的驅動電壓源輸出腳連接；所述IGBT驅動芯片的偏置電壓輸出腳及其輸出端的基準地線腳均與IGBT的源極連接；所述IGBT過流保護電路連接于IGBT的漏極和所述IGBT驅動芯片的電流檢測輸入腳之間。
2.根據權利要求I所述的IGBT驅動電路，其特征在于，所述死區時間設置電路包括第一二極管、第一電阻、第一電容、電壓比較器及一基準電壓源；其中所述第一電阻的一端與所述PWM控制信號輸入端連接，且與所述第一二極管的陰極連接，所述第一電阻的另一端與所述電壓比較器的同相輸入端連接，且分別與所述第一二極管的陽極及所述第一電容的一端連接；所述第一電容的另一端接地；所述電壓比較器的反相輸入端與所述基準電壓源連接，所述電壓比較器的輸出端與所述IGBT驅動芯片的正向信號輸入腳連接。
3.根據權利要求2所述的IGBT驅動電路，其特征在于，所述推挽驅動電路包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、NPN三極管及PNP三極管；其中所述第二電阻的一端與所述IGBT驅動芯片的驅動信號輸出腳連接，所述第二電阻的另一端分別與所述NPN三極管的基極及所述PNP三極管的基極連接；所述NPN三極管的集電極與所述IGBT驅動芯片的驅動電壓源輸出腳連接，所述NPN三極管的發射極經所述第三電阻與所述IGBT的柵極連接；所述PNP三極管的集電極與所述IGBT驅動芯片的偏置電壓輸出腳連接，所述PNP三極管的發射極經所述第四電阻與所述IGBT的柵極連接。
4.根據權利要求3所述的IGBT驅動電路，其特征在于，所述IGBT過流保護電路包括第五電阻及第二二極管；其中所述第五電阻的一端與所述IGBT驅動芯片的電流檢測輸入腳連接，所述第五電阻的另一端與所述第二二極管的陽極連接，所述第二二極管的陰極與所述IGBT的漏極連接。
5.根據權利要求4所述的IGBT驅動電路，其特征在于，所述IGBT驅動電路還包括第二電容、第三電容、第四電容、第五電容及第一極性電容；其中所述第二電容連接于所述IGBT驅動芯片的電源輸入腳和所述IGBT驅動芯片的輸入端的地線腳之間；所述第三電容連接于所述IGBT驅動芯片的輸出端的基準地線腳和所述IGBT驅動芯片的驅動電壓源輸出腳之間；所述第四電容連接于所述IGBT驅動芯片的驅動電壓源輸出腳和所述IGBT驅動芯片的偏置電壓輸出腳之間；所述第五電容連接于所述IGBT驅動芯片的輸出端的基準地線腳和所述IGBT驅動芯片的電流檢測輸入腳連接；所述第一極性電容的正極與所述IGBT驅動芯片的輸出端的基準地線腳連接，其負極與所述 IGBT驅動芯片的偏置電壓輸出腳連接。
6.根據權利要求5所述的IGBT驅動電路，其特征在于，所述IGBT驅動芯片的型號為 HCPL-316J。
7.根據權利要求6所述的IGBT驅動電路，其特征在于，所述IGBT驅動芯片的第13腳為其驅動電壓源輸出腳，與其第12腳連接，且與所述NPN三極管的集電極連接；所述IGBT 驅動芯片的第8腳接地。
8.—種三相半橋逆變器驅動電路，包括若干IGBT驅動電路，其特征在于，所述IGBT驅動電路為權利要求1-7中任一項所述的IGBT驅動電路。
9.根據權利要求8所述的三相半橋逆變器驅動電路，其特征在于，還包括用于對所述三相半橋逆變器的三相輸出端的電壓分別進行采樣的電壓采樣電路、用于對所述三相半橋逆變器的三相負載的電流分別進行采樣的電流采樣電路、以及用于根據所述電壓采樣電路采樣到的電壓和所述電流采樣電路采樣到的電流，輸出相應的PWM控制信號給各所述IGBT 驅動電路的DSP芯片；所述DSP芯片包括若干PWM控制信號輸出腳、若干I/O 口、采樣電壓輸入腳及采樣電流輸入腳；其中各所述IGBT驅動電路中的PWM控制信號輸入端分別與所述DSP芯片的相應PWM控制信號輸出腳連接；各所述IGBT驅動電路中的IGBT驅動芯片的故障信號輸出腳分別與所述 DSP芯片的相應I/O 口連接；所述DSP芯片的采樣電壓輸入腳與所述電壓采樣電路連接，所述DSP芯片的采樣電流輸入腳與所述電流采樣電路連接。
專利摘要本實用新型公開一種IGBT驅動電路及三相半橋逆變器驅動電路，IGBT驅動電路包括供電電源、PWM控制信號輸入端、死區時間設置電路、IGBT驅動芯片、推挽驅動電路及IGBT過流保護電路；死區時間設置電路連接于PWM控制信號輸入端和IGBT驅動芯片的正向信號輸入腳之間；IGBT驅動芯片的反向信號輸入腳接地；推挽驅動電路連接于IGBT驅動芯片的驅動信號輸出腳和IGBT的柵極之間；IGBT驅動芯片的偏置電壓輸出腳與IGBT的源極連接；IGBT過流保護電路連接于IGBT的漏極和IGBT驅動芯片的電流檢測輸入腳之間。本實用新型縮短了IGBT的開關時間，減少了IGBT的開關損耗，提高了電路的可靠性和安全性。
文檔編號H02M1/08GK202737730SQ20122031607
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月3日 優先權日2012年7月3日
發明者辛玉剛, 陳紀亭, 李仁山, 周文華 申請人:辛玉剛, 陳紀亭, 李仁山, 周文華