減小損耗的igbt驅動電路的制作方法
【專利摘要】一種減小損耗的IGBT驅動電路，該電路可有效抑制器件關斷過程的過電壓，提高開關電源整機效率。本實用新型的在所述信號輸入端與IGBT輸出端之間還設有一個可降低IGBT關斷過電壓的驅動電路，該驅動電路由五個MOS管、二個穩壓管、一個導流二極管和若干個電阻構成。與現有技術相比，本實用新型驅動電路在IGBT的信號輸入端與IGBT輸出端之間設置一個由五個MOS管、二個穩壓管、一個導流二極管和若干個電阻構成的可降低IGBT關斷過電壓的驅動電路，使得其能有效抑制IGBT器件關斷過程中的過電壓，提高開關電源整機效率。
【專利說明】
減小損耗的IGBT驅動電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種IGBT器件驅動電路，特別涉及一種用于減小損耗的IGBT驅動電路。
【背景技術】
[0002]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣棚.極型功率管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式電力電子器件。應用于交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。
[0003]IGBT是目前電力電子變換用的電力電子器件，在三相逆變電路中為常用開關器件，各用戶為保證系統的高效可靠運行，都在運用各種電路實現。寄生雜散電感會使IGBT關斷時產生過電壓尖峰，為保護IGBT器件和減少損耗通常會采取抑制過電壓的措施，同時也會增加開關損耗及電路外圍器件的耗散功率。
[0004]在電路布線過程中寄生雜散電感是所有開關電源中都存在的問題，在器件快速關斷過程中會引起與所儲能量和開關速度成比例的過電壓沖擊，對于較大功率的電源，為抑制過電壓需要選擇較大富余量的器件，增加了整機成本，高的開關電壓也會增加器件導通損耗，降低整機效率。
[0005]雖然有許多方法可以抵制過電壓尖峰，但會增加開關器件的耗散功率。例如一種方法是增加柵極串聯電阻Rg來抑制dv/dt，使開關速度減慢，這種方法顯著減小了開通和判斷時的過電壓尖峰，但卻增加了開關損耗。
[0006]圖1顯示了600V/200A的IGBT線路中IGBT器件關斷過程產生的過電壓尖峰的情況，Rg—)從4.7 Ω到30 Ω，Rg(clff)分別為O Ω、10 Ω、15 Ω、20Ω、30Ω，表I給出了開關損耗的遞增情況。Rg(Cin)與Rg(Off)增加到10 Ω時，開關損耗增加尖峰電壓可降低15%。此時器件可工作在安全范圍，但降低了器件的使用效率。
【發明內容】
[0007]本實用新型要解決的技術問題是提供一種IGBT器件驅動電路，該電路可有效抑制器件關斷過程的過電壓，提高開關電源整機效率。
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為:
[0009]本實用新型的在所述信號輸入端與IGBT輸出端之間還設有一個可降低IGBT關斷過電壓的驅動電路，該驅動電路由五個MOS管、二個穩壓管、一個導流二極管和若干個電阻構成，其中，
[0010]導流二極管與第一電阻并聯，導流二極管的正極端接于所述的信號輸入端，其負極端連接于第一 MOS管、第二 MOS管和第五MOS管的柵極；
[0011]第一MOS管的漏極與第二 MOS管的漏極相連并接于第三MOS管和第四MOS管的柵極，第一 MOS管的源極接于直流供電端，第二 MOS管的源極接于地端；
[0012]第三MOS管的漏極通過第二電阻連接于IGBT的門極和第五MOS管的源極，第四MOS管的漏極通過第三電阻連接于IGBT的門極和第五MOS管的源極，第三MOS管的源極接于直流供電端，第四MOS管的源極接于地端;第五MOS管的漏極通過第四電阻接地；
[0013]在IGBT的發射極與集電極之間跨接有第一穩壓管與第一電容的串接電路；
[0014]第一MOS管、第三MOS管和第五MOS管均為PMOS管，第二MOS管和第四MOS管為匪OS管。
[0015]在第五MOS管的柵極與地端之間設有第二穩壓管。
[0016]在第一MOS管的源極與地端之間設有濾波電容。
[0017]與現有技術相比，本實用新型驅動電路在IGBT的信號輸入端與IGBT輸出端之間設置一個由五個MOS管、二個穩壓管、一個導流二極管和若干個電阻構成的可降低IGBT關斷過電壓的驅動電路，使得其能有效抑制IGBT器件關斷過程中的過電壓，提高開關電源整機效率。
【附圖說明】
[0018]圖1為600V/200A的IGBT線路中IGBT器件關斷過程產生的過電壓尖峰曲線圖。
[0019]圖2為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型的減小損耗的IGBT驅動電路包括IGBT控制極信號輸入端和IGBT輸出端，其是在所述信號輸入端與IGBT輸出端之間還設有一個可降低IGBT關斷過電壓的驅動電路，該驅動電路由五個MOS管、二個穩壓管、一個導流二極管和若干個電阻構成，其中，
[0021]導流二極管Dl與第一電阻Rl并聯，導流二極管的正極端接于所述的信號輸入端，其負極端連接于第一 MOS管Ql、第二 MOS管Q2和第五MOS管Q5的柵極；
[0022]第一 MOS管Ql的漏極與第二 MOS管Q2的漏極相連并接于第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的柵極，第一 MOS管Ql的源極接于直流供電端，第二 MOS管Q2的源極接于地端；
[0023]第三MOS管Q3的漏極通過第二電阻R2連接于IGBT的門極和第五MOS管Q5的源極，第四MOS管Q4的漏極通過第三電阻R3連接于IGBT的門極和第五MOS管Q5的源極，第三MOS管Q3的源極接于直流供電端，第四MOS管Q4的源極接于地端；第五MOS管Q5的漏極通過第四電阻R4接地；
[0024]在IGBT的發射極與集電極之間跨接有第一穩壓管D2與第一電容Cl的串接電路；
[0025]第一 MOS管Ql、第三MOS管Q3和第五MOS管Q5均為PMOS管，第二 MOS管Q2和第四MOS管Q4 為 NMOS 管。
[0026]在第五MOS管Q5的柵極與地端之間設有第二穩壓管D3。
[0027]在第一MOS管Ql的源極與地端之間設有濾波電容C2。
[0028]本實用新型在輸入驅動信號直接通過導流二極管Dl旁路掉第一電阻Rl，獲得快的上升時間。第一MOS管Ql和第二MOS管Q2的柵極輸入正信號，第一MOS管Ql關斷和第二MOS管Q2導通，將第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的柵極電位降低至地，使第三MOS管Q3導通和第四MOS管Q4關斷。第三MOS管Q3的漏極電流通過第二電阻R2注入IGBT門極，IGBT處于開通狀態。第五MOS管Q5的柵極與輸入信號相連，在IGBT導通期間第五MOS管Q5是關斷的。關斷IGBT時，第一 MOS管Ql導通和第二 MOS管Q2關斷，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4柵極電位抬高，第三MOS管Q3關斷和第四MOS管Q4導通，同時，第五MOS管Q5的柵極電位降低，第五MOS管Q5導通，IGBT門極電荷立刻通過第四電阻R4釋放，可使第四電阻R4短接短路釋放或依據IGBT的dv/dt參數設置一定的電阻值釋放。
【主權項】
1.一種減小損耗的IGBT驅動電路，包括IGBT控制極信號輸入端和IGBT輸出端，其特征在于:在所述信號輸入端與IGBT輸出端之間還設有一個可降低IGBT關斷過電壓的驅動電路，該驅動電路由五個MOS管、二個穩壓管、一個導流二極管和若干個電阻構成，其中， 導流二極管與第一電阻并聯，導流二極管的正極端接于所述的信號輸入端，其負極端連接于第一 MOS管、第二 MOS管和第五MOS管的柵極； 第一 MOS管的漏極與第二 MOS管的漏極相連并接于第三MOS管和第四MOS管的柵極，第一MOS管的源極接于直流供電端，第二 MOS管的源極接于地端； 第三MOS管的漏極通過第二電阻連接于IGBT的門極和第五MOS管的源極，第四MOS管的漏極通過第三電阻連接于IGBT的門極和第五MOS管的源極，第三MOS管的源極接于直流供電端，第四MOS管的源極接于地端;第五MOS管的漏極通過第四電阻接地； 在IGBT的發射極與集電極之間跨接有第一穩壓管與第一電容的串接電路； 第一 MOS管、第三MOS管和第五MOS管均為PMOS管，第二 MOS管和第四MOS管為NMOS管。2.根據權利要求1所述的減小損耗的IGBT驅動電路，其特征在于:在第五MOS管的柵極與地端之間設有第二穩壓管。3.根據權利要求1所述的減小損耗的IGBT驅動電路，其特征在于:在第一MOS管的源極與地端之間設有濾波電容。
【文檔編號】H02M1/08GK205544905SQ201620115908
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月4日
【發明人】劉衛光
【申請人】深圳市貴鴻達電子有限公司