一種防橋臂直通驅動保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及驅動保護電路技術領域，尤其涉及一種防橋臂直通驅動保護電路。
【背景技術】
[0002]在新能源并網發電及儲能充放電變流器的主電路中，廣泛應用如半橋，全橋，全橋移相等電路拓撲，如果出現上下管直通的情況，就會導致橋臂短路，形成很大的短路電流，造成開關管損壞甚至爆炸。
[0003]導致變流器橋臂直通的原因有以下幾種:DSP或MCU等數字處理芯片受供電電源的工作穩定性的影響會導致程序運行出錯，產生錯誤驅動控制信號；WDSP或MCU到開關管驅動光耦低壓側布線也可能受變流器內部其它信號干擾，產生錯誤驅動控制信號；驅動光耦可能因高溫老化問題產生信號傳輸延遲時間增大，從而導致上下橋臂傳輸信號不一致，產生錯誤驅動控制信號；米勒電容導致的寄生開通，導致上下管直通。
[0004]目前，解決變流器主電路橋臂直通問題的方式主要有以下兩種:檢測絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，的電流或管壓降判斷短路電流(側面反應橋臂可能出現直通)，通過關斷短路的IGBT來實現直通閉鎖；或者檢測DSP或MCU等數字處理器發出的控制信號，對控制信號進行邏輯互鎖。檢測IGBT短路來閉鎖橋臂直通的方式是在直通故障已經發生的情況下對故障切除，IGBT會經過一定時間的短路電流，這會大大降低IGBT的壽命。而對驅動控制信號邏輯互鎖的方法不能保護因驅動光耦老化與米勒電容導致的橋臂直通問題。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題在于，提供一種防橋臂直通驅動保護電路，保護IGBT不因橋臂直通而損壞。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種防橋臂直通驅動保護電路，包括:
[0007]驅動信號生成電路，設有上半橋信號輸出端和下半橋信號輸出端，所述上半橋信號輸出端和下半橋信號輸出端分別輸出驅動信號生成電路生成的上半橋驅動信號和下半橋驅動信號；
[0008]上下半橋驅動電路，包括上半橋驅動單元和下半橋驅動單元，所述上半橋驅動單元設有上半橋驅動信號輸入端和上半橋驅動輸出端，所述下半橋驅動單元設有下半橋驅動信號輸入端和下半橋驅動輸出端；所述上半橋驅動信號輸入端連接所述上半橋驅動信號輸出端，所述下半橋驅動信號輸入端連接所述下半橋驅動信號輸出端，所述上半橋驅動單元和下半橋驅動單元分別用于對上半橋驅動信號和下半橋驅動信號進行隔離放大，并分別通過所述上半橋驅動輸出端和所述下半橋驅動輸出端輸出；
[0009]互鎖電路，設有上半橋互鎖輸入端、下半橋互鎖輸入端、上半橋互鎖輸出端和上半橋互鎖輸出端，所述上半橋互鎖輸入端連接所述上半橋驅動輸出端，所述下半橋互鎖輸入端連接所述下半橋驅動輸出端，所述互鎖電路用于根據所述上下半橋驅動電路的上半橋驅動輸出端和下半橋驅動輸出端輸出的信號對上半橋和下半橋進行互鎖保護；
[0010]半橋主電路，設有第一輸入端、第二輸入端，所述第一輸入端連接所述上半橋互鎖輸出端，所述第二輸入端連接所述下半橋互鎖輸出端，所述半橋主電路用于防止橋臂直通。
[0011]進一步的，所述驅動信號生成電路包括DSP/MCU芯片，所述DSP/MCU芯片的PWM1輸出端口連接所述上半橋信號輸出端，所述DSP/MCU芯片的PWM2輸出端口連接所述下半橋信號輸出端。
[0012]進一步的，所述上下半橋驅動電路具體包括第一光電耦合器、第二光電耦合器、第一三極管、第二三極管、第三三極管和第四三極管，其中，
[0013]所述第一光電耦合器的Anode端通過第一電阻連接所述上半橋驅動信號輸入端，Cathode端接地，Vcc端連接第一隔離驅動電源的正極，GND端連接所述第一隔離驅動電源的負極，NC端置空，Vo端接通過第二電阻分別連接所述第一三極管的基極和所述第二三極管的基極，所述第一三極管的集電極連接所述第一隔離驅動電源的正極，發射極通過第三電阻連接所述上半橋驅動輸出端，所述第二三極管的集電極連接所述第一隔離驅動電源的負極，發射極通過第四電阻連接所述上半橋驅動輸出端；
[0014]所述第二光電耦合器的Anode端通過第五電阻連接所述下半橋驅動信號輸入端，Cathode端接地，Vcc端連接第二隔離驅動電源的正極，GND端連接所述第二隔離驅動電源的負極，NC端置空，Vo端接通過第六電阻分別連接所述第三三極管的基極和所述第四三極管的基極，所述第三三極管的集電極連接所述第二隔離驅動電源的正極，發射極通過第七電阻連接所述下半橋驅動輸出端，所述第四三極管的集電極連接所述第二隔離驅動電源的負極，發射極通過第八電阻連接所述下半橋驅動輸出端。
[0015]進一步的，所述互鎖電路包括第一高速光耦、第二高速光耦、第一二極管、第二二極管、第五三極管和第六三極管，其中，
[0016]所述第一高速光耦的Anode端通過第九電阻分別連接所述上半橋互鎖輸入端和所述上半橋互鎖輸出端，Cathode端引腳通過正向的第一二極管連接至所述第一隔離驅動電源的負極，GND端連接至所述第二隔離驅動電源的負極，OUTPUT端連接所述第六三極管的基極，Vcc端連接所述第二隔離驅動電源的正極，還通過第十電阻連接所述OUTPUT端；
[0017]所述第二高速光親的Anode端通過第^ 電阻分別連接所述下半橋互鎖輸入端和所述下半橋互鎖輸出端，Cathode端引腳通過正向的第二二極管連接至所述第二隔離驅動電源的負極，GND端連接至所述第一隔離驅動電源的負極，OUTPUT端連接所述第五三極管的基極，Vcc端連接所述第二隔離驅動電源的正極，還通過第十二電阻連接所述OUTPUT端;
[0018]所述第五三極管的發射極連接所述上半橋互鎖輸出端，集電極連接所述第一隔離驅動電源的負極；
[0019]所述第六三極管的發射極連接所述下半橋互鎖輸出端，集電極連接所述第二隔離驅動電源的負極。
[0020]進一步的，所述半橋主電路包括第一絕緣柵雙極性晶體管和第二絕緣柵雙極性晶體管，其中，
[0021]所述第一絕緣柵雙極性晶體管的柵極連接所述第一輸入端，集電極連接直流母線正極，發射極分別連接所述第一隔離驅動電源的負極和所述第二絕緣柵雙極性晶體管的集電極，所述第二絕緣柵雙極性晶體管的柵極連接所述第二輸入端，發射極連接直流母線負極。
[0022]進一步的，所述第一光電耦合器為驅動專用光電耦合器，所述第二光電耦合器為驅動專用光電耦合器。
[0023]進一步的，所述第一三極管和所述第三三極管為NPN型三極管，所述第二三極管和所述第四三極管為PNP型三極管。
[0024]進一步的，所述第一隔離驅動電源的正極電位為+15V，負極電位為0V。
[0025]進一步的，所述第二隔離驅動電源的正極電位為+15V，負極電位為0V。
[0026]進一步的，所述第一隔離驅動電源的正極、負極與所述第一隔離驅動電源的正極、負極之間相互隔離。
[0027]實施本發明，具有如下有益效果:
[0028](1)對半橋驅動電路上下橋臂驅動的門極驅動電位進行直通監測，門極驅動電位同時為高電平的情況時，立即對門極驅動電位進行拉低閉鎖，防止半橋主電路出現上下直通故障，保護上下橋臂IGBT不因橋臂直通引起的短路電流而損壞或爆炸，且在門極驅動電位正常時自動解除閉鎖，無需人為干預。
[0029](2)不僅對于DSP或MCU等數字處理芯片受供電電源的工作穩定性的影響會導致程序運行出錯，產生錯誤驅動控制信號；WDSP或MCU到開關管驅動光耦低壓側布線也可能受變流器內部其它信號干擾，產生錯誤驅動控制信號進行保護，而且對驅動光耦可能因高溫老化問題產生信號傳輸延遲時間增大，從而導致上下橋臂傳輸信號不一致，產生錯誤驅動控制信號；米勒電容導致的寄生開通，導致上下管直通等問題也可以有效地進行閉鎖保護。
[0030](3)上下橋臂門極驅動電位信號采用高速光耦相互監測，并通過三極管進行鉗位閉鎖，保護動作時間快，安全可靠。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發明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作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1是本發明提供的防橋臂直通驅動保護電路的一個實施例的電路結構圖；
[0033]圖2是圖1中的驅動信號生成電路的內部具體電路圖；
[0034]圖3是圖1中上下半橋驅動電路的內部具體電路圖；
[0035]圖4是圖1中互鎖電路的內部具體電路圖；
[0036]圖5是圖1中半橋主電路的內部具