IGBT驅動模塊的制作方法

本實用新型涉及電力電子器件技術領域，尤其涉及一種IGBT驅動模塊。

背景技術：

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)是第三代電力電子器件，具有低導通壓降和高輸入阻抗的特點，且廣泛應用于小體積、高效率的變頻電源，電機調速、UPS及逆變焊機中。

IGBT驅動模塊作為工業應用中的關鍵技術，可以實現對IGBT的驅動和保護。對于不同型號的IGBT驅動模塊，若要實現對IGBT驅動模塊的隔離、互鎖和死區調整功能，只需要在該IGBT驅動模塊外部搭建脈沖電路，從而通過該脈沖電路實現對該IGBT驅動模塊的隔離、互鎖和死區調整功能。

但是，現有技術中，在IGBT驅動模塊外部搭建的脈沖電路容易受到其他外圍電路的影響，使得電磁兼容性較差。

技術實現要素：

本實用新型提供一種絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動模塊，以降低其他外圍電路對脈沖電路的干擾，從而提高電磁兼容性。

本實用新型實施例提供一種絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動模塊，包括：

脈沖電路、故障保護電路、門極驅動電路和電源電路，所述脈沖電路、故障保護電路、門極驅動電路和電源電路設置在所述IGBT驅動模塊本體上。

在本實用新型一實施例中，所述電源電路分別與所述脈沖電路、所述故障保護電路和所述門極驅動電路連接，用于向所述脈沖電路、所述故障保護電路和所述門極驅動電路供電；

所述脈沖電路與所述門極驅動電路連接，用于將對輸入的第一脈沖寬度調制PWM脈沖信號進行隔離、互鎖及死區調整處理，得到第二PWM脈沖信號，并將所述第二PWM脈沖信號輸入至所述門極驅動電路；

所述門極驅動電路與所述故障保護電路連接，用于對所述第二PWM脈沖信號進行電壓控制和功率驅動處理，得到第三PWM脈沖信號，并將所述第三PWM脈沖信號輸入至所述故障保護電路；

所述故障保護電路與所述脈沖電路連接，所述故障保護電路用于對所述第三PWM脈沖信號的電流進行脈沖保護，并根據所述第三PWM脈沖信號的電流值確定所述脈沖電路是否故障。

在本實用新型一實施例中，所述脈沖電路包含上半橋電路和下半橋電路；

所述上半橋電路和所述下半橋電路均包括：二極管、電阻、第一電容及第二電容，所述二極管的輸出端與所述電阻的第一端連接，所述二極管的輸入端分別所述電阻的第二端、所述第一電容的第一端及所述第二電容的第一端連接，所述第一電容的第二端與所述第二電容的第二端連接。

在本實用新型一實施例中，所述上半橋電路和所述下半橋電路均還包括：

非門、第一集成子電路及第二集成子電路，所述非門的第一端與所述二極管的輸出端連接，所述第一集成子電路的第一端與所述二極管的輸入端連接，所述第一集成子電路的第二端與所述第二電容的第一端連接，所述第二集成子電路的第一端與所述非門的第二端連接。

在本實用新型一實施例中，所述上半橋電路和所述下半橋電路均還包括：

光耦，所述光耦用于對輸入的所述第一PWM脈沖信號進行隔離。

本實用新型實施例提供的IGBT驅動模塊，包括：脈沖電路、故障保護電路、門極驅動電路和電源電路，脈沖電路、故障保護電路、門極驅動電路和電源電路設置在IGBT驅動模塊本體上。由此可見，本實用新型提供的IGBT驅動模塊通過將脈沖電路設置在IGBT驅動模塊本體上，而不是設置在IGBT驅動模塊的外圍，從而降低其他外圍電路對脈沖電路的干擾，提高了電磁兼容性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型IGBT驅動模塊實施例一的結構示意圖；

圖2為本實用新型IGBT驅動模塊實施例二的結構示意圖；

圖3為本實用新型IGBT驅動模塊的電源電路的結構示意圖；

圖4為本實用新型IGBT驅動模塊的脈沖電路的結構示意圖；

圖5為本實用新型IGBT驅動模塊的門極驅動電路的結構示意圖；

圖6為本實用新型IGBT驅動模塊的故障保護電路的結構示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本實用新型的實施例，例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

需要說明的是，下面這幾個具體的實施例可以相互結合，對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例中不再贅述。

圖1為本實用新型實施例提供的絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅動模塊，請參見圖1所示，該IGBT驅動模塊包括：

脈沖電路、故障保護電路、門極驅動電路和電源電路，脈沖電路、故障保護電路、門極驅動電路和電源電路設置在IGBT驅動模塊本體上。

其中，IGBT驅動模塊本體是指未包括IGBT驅動模塊的驅動板，可以將該IGBT驅動模塊設置在IGBT驅動模塊本體上。

本實用新型實施例提供的IGBT驅動模塊，包括：脈沖電路、故障保護電路、門極驅動電路和電源電路，脈沖電路、故障保護電路、門極驅動電路和電源電路設置在IGBT驅動模塊本體上。由此可見，本實用新型提供的IGBT驅動模塊通過將脈沖電路設置在IGBT驅動模塊本體上，而不是設置在IGBT驅動模塊的外圍，從而降低其他外圍電路對脈沖電路的干擾，提高了電磁兼容性。

基于圖1對應的實施例，在圖1對應的實施例的基礎上，進一步地，本實用新型實施例還提供另一種IGBT驅動模塊10，請參見圖2所示，該IGBT驅動模塊10還包括：

其中，電源電路104分別與脈沖電路101、故障保護電路102和門極驅動電路103連接，用于向脈沖電路101、故障保護電路102和門極驅動電路103供電。

示例的，在本實用新型實施例中，如圖3所示，圖3為本實用新型IGBT驅動模塊10的電源電路104的結構示意圖，當然，本實用新型只是以圖3為例進行說明，并不代表本實用新型僅限于此。電源電路104的原邊可以采用有源嵌位正激電路，通過采用該有源嵌位正激電路，可以有效地解決磁芯復位的問題，副邊可以采用雙電源板橋供電電路。

脈沖電路101與門極驅動電路103連接，用于將對輸入的第一脈沖寬度調制PWM脈沖信號進行隔離、互鎖及死區調整處理，得到第二PWM脈沖信號，并將第二PWM脈沖信號輸入至門極驅動電路103。

可選的，在本實用新型實施例中，如圖4所示，圖4為本實用新型IGBT驅動模塊10的脈沖電路101的結構示意圖，當然，本實用新型只是以圖4為例進行說明，并不代表本實用新型僅限于此。脈沖電路101包含上半橋電路和下半橋電路；其中，上半橋電路和下半橋電路均包括死區調整子電路1011，其中，死區調整子電路1011包括：二極管、電阻、第一電容及第二電容，二極管的輸出端與電阻的第一端連接，二極管的輸入端分別電阻的第二端、第一電容的第一端及第二電容的第一端連接，第一電容的第二端與第二電容的第二端連接。

可選的，上半橋電路和下半橋電路均還包括互鎖子電路1012，其中，互鎖子電路1012包括：

非門、第一集成子電路及第二集成子電路，非門的第一端與二極管的輸出端連接，第一集成子電路的第一端與二極管的輸入端連接，第一集成子電路的第二端與第二電容的第一端連接，第二集成子電路的第一端與非門的第二端連接。

可選的，上半橋電路和下半橋電路均還包括隔離子電路1013，其中，隔離子電路包括1013：

光耦，光耦用于對輸入的第一PWM脈沖信號進行隔離。

示例的，該光耦可以為高速光耦，其最高功率可以達到20KHz。通過在脈沖電路101中設置該高速光耦，從而實現對輸入的第一PWM脈沖信號的隔離。

門極驅動電路103與故障保護電路102連接，用于對第二PWM脈沖信號進行電壓控制和功率驅動處理，得到第三PWM脈沖信號，并將第三PWM脈沖信號輸入至故障保護電路102。

示例的，在本實用新型實施例中，如圖5所示，圖5為本實用新型IGBT驅動模塊10的門極驅動電路103的結構示意圖，當然，本實用新型只是以圖5為例進行說明，并不代表本實用新型僅限于此。門極驅動電路103可以通過在IGBT驅動模塊10的柵極和基極之間加正向電壓和負向電壓，從而對第二PWM脈沖信號進行電壓控制和功率驅動處理。該門極驅動電路103可以采用推挽式輸出方式，降低該門極驅動電路103輸出阻抗的同時，也可以產生正15V電壓和負15負電壓，保證IGBT驅動模塊10的接通與斷開。

故障保護電路102與脈沖電路101連接，故障保護電路102用于對第三PWM脈沖信號的電流進行脈沖保護，并根據第三PWM脈沖信號的電流值確定脈沖電路101是否故障。

示例的，在本實用新型實施例中，如圖6所示，圖6為本實用新型IGBT驅動模塊10的故障保護電路102的結構示意圖，當然，本實用新型只是以圖6為例進行說明，并不代表本實用新型僅限于此。故障保護電路102在根據第三PWM脈沖信號的電流值確定脈沖電路101是否故障時，可以設置一個預設閾值，并將接收到的第三PWM脈沖信號的電流值與預設閾值進行比較，若該第三PWM脈沖信號的電流值大于或等于該預設閾值，則確定脈沖電路101故障，此時先降低柵極電壓，并輸出保護信號，待判斷確定保護后，執行一個完成的保護周期，該保護周期可以為1S，在1S之后，自動復位。相反的，若該第三PWM脈沖信號的電流值小于該預設閾值，則確定脈沖電路101正常。其中，預設閾值可以為10V，也可以為9V，當然，也可以為11V，具體可以根據需要進行設置，本實用新型實施例只是以預設閾值為10V為例進行說明，但并不代表本實用新型的預設閾值僅限于此。

在本實用新型實施例提供的IGBT驅動模塊10，在接收到第一PWM脈沖信號之后，該第一PWM脈沖信號先經過該IGBT驅動模塊10中的脈沖電路101，脈沖電路101對第一PWM脈沖信號進行隔離、互鎖及死區調整處理，從而得到第二PWM脈沖信號，并將第二PWM脈沖信號輸入至門極驅動電路103；門極驅動電路103在接收到該第二PWM脈沖信號之后，通過對第二PWM脈沖信號進行電壓控制和功率驅動處理，從而得到第三PWM脈沖信號，并將第三PWM脈沖信號輸入至故障保護電路102；故障保護電路102在接收到該第三PWM脈沖信號之后，通過對該第三PWM脈沖信號的電流進行脈沖保護，并根據第三PWM脈沖信號的電流值與預設閾值進行比較，從而確定脈沖電路101是否故障，若確定脈沖電路101故障，則通過先降低柵極電壓，并輸出保護信號，待判斷確定保護后，執行一個完成的保護周期，該保護周期可以為1S，在1S之后，自動復位，從而保證IGBT驅動模塊10導通。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。