一种单电源igbt负压驱动电路

文档序号:1834286 发布日期:2021-11-12 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 一种单电源igbt负压驱动电路 (Single-power-supply IGBT negative-pressure driving circuit ) 是由 王克丰 于 2021-08-10 设计创作,主要内容包括:本发明提出一种单电源IGBT负压驱动电路,具体包括主开关电源IGBT驱动电源绕组、IGBT低端电源整流滤波电路、IGBT低端负压产生电路、IGBT高端电源隔离产生电路、IGBT高端电源负压产生电路、IGBT高端驱动电路和IGBT低端驱动电路,主开关电源IGBT驱动电源绕组连接IGBT低端电源整流滤波电路和IGBT高端电源隔离产生电路,IGBT低端电源整流滤波电路连接IGBT低端负压产生电路和IGBT低端驱动电路,IGBT高端电源隔离产生电路连接IGBT高端电源负压产生电路和IGBT高端驱动电路,本发明能够保证IGBT的开通和关断的稳定性,完全克服米勒效应所造成的IGBT上下桥臂导通。(The invention provides a single-power-supply IGBT negative-pressure driving circuit which specifically comprises a main switching power supply IGBT driving power supply winding, an IGBT low-end power supply rectifying and filtering circuit, an IGBT low-end negative-pressure generating circuit, an IGBT high-end power supply isolating and generating circuit, an IGBT high-end driving circuit and an IGBT low-end driving circuit, wherein the main switching power supply IGBT driving power supply winding is connected with the IGBT low-end power supply rectifying and filtering circuit and the IGBT high-end power supply isolating and generating circuit, the IGBT low-end power supply rectifying and filtering circuit is connected with the IGBT low-end negative-pressure generating circuit and the IGBT low-end driving circuit, and the IGBT high-end power supply isolating and generating circuit is connected with the high-end IGBT power supply negative-pressure generating circuit and the IGBT high-end driving circuit.)

一种单电源IGBT负压驱动电路

技术领域

本发明涉及IGBT驱动领域,特别是一种单电源IGBT负压驱动电路。

背景技术

在IGBT驱动设计中,针对某些小功率驱动,基于成本和简化驱动电源设计的考虑,单电源驱动技术具有明显的优势,但是,在单电源驱动时,IGBT无法快速、可靠地实现关断。专利(CN201210299622.X)公开了一种高性能低成本IGBT负压自举驱动电路,虽然能在关断时候产生负压,但是负压的幅值与PWM调制脉冲的载波频率、PWM占空比相关,产生负压的滤波电容的充电电流由驱动光耦的输出脚在输出高电平的时候产生,加大了驱动光耦的负担。

发明内容

为了解决现有技术中IGBT在单电源驱动时,关断不可靠的技术问题,本发明提出一种单电源IGBT负压驱动电路。

为此,本发明提出的单电源IGBT负压驱动电路具体包括主开关电源IGBT驱动电源绕组、IGBT低端电源整流滤波电路、IGBT低端负压产生电路、IGBT高端电源隔离产生电路、IGBT高端电源负压产生电路、IGBT高端驱动电路和IGBT低端驱动电路,所述主开关电源IGBT驱动电源绕组连接所述IGBT低端电源整流滤波电路和所述IGBT高端电源隔离产生电路,所述IGBT低端电源整流滤波电路连接所述IGBT低端负压产生电路和所述IGBT低端驱动电路,所述IGBT高端电源隔离产生电路连接所述IGBT高端电源负压产生电路和所述IGBT高端驱动电路。

进一步地,所述主开关电源IGBT驱动电源绕组包括变压器Q1,所述变压器Q1包括IGBT绕组,所述IGBT绕组的输出分为两路,一路输入所述IGBT低端电源整流滤波电路,一路输入所述IGBT高端电源隔离产生电路。

进一步地,所述IGBT绕组的输出频率范围为20kHz~150kHz,电压幅值范围为15V~30V。

进一步地,所述IGBT低端电源整流滤波电路包括二极管D1、电容C1和电容C2,所述二极管D1的阳极连接所述IGBT绕组的同名端,所述电容C1和所述电容C2以并联的方式连接在所述二极管D1的阴极和所述IGBT绕组的非同名端之间,通过所述二极管D1进行整流,通过所述电容C1和所述电容C2进行滤波。

进一步地,所述IGBT低端负压产生电路包括电阻R4、稳压二极管Z1、电容C3和电容C8,所述电阻R4的一端连接所述二极管D1的阴极,所述电阻R4的另一端连接所述稳压二极管Z1的阴极,所述稳压二极管Z1的阳极连接所述IGBT绕组的非同名端,所述电容C3和所述电容C8以并联的方式连接在所述电阻R4的另一端和所述IGBT绕组的非同名端之间,所述稳压二极管Z1的阴极连接到IGBT的发射极上。

进一步地,所述稳压二极管Z1的稳压值为5V~15V,所述电容C8的取值范围为1~220μF,所述电容C3的取值范围为0.1μF~1μF。

进一步地,所述IGBT高端电源隔离产生电路包括电阻R9、二极管D2、隔离变压器Q2、二极管D3、电容C9、电容C4和电阻R12,所述电阻R9的一端连接所述IGBT绕组的同名端,所述电阻R9的另一端连接所述二极管D2的阳极,所述二极管D2的阴极连接所述隔离变压器Q2初级线圈的同名端,所述隔离变压器Q2次级线圈的同名端连接所述二极管D3的阳极,所述电容C9、所述电容C4和所述电阻R12以并联的方式连接在所述二极管D3的阴极和所述隔离变压器Q2次级线圈的非同名端之间。

进一步地,所述IGBT高端电源负压产生电路包括电阻R5、稳压二极管Z2和电容C5,所述电阻R5的一端连接所述二极管D3的阴极,所述电阻R5的另一端连接所述稳压二极管Z2的阴极,所述稳压二极管Z2的阳极连接所述隔离变压器Q2次级线圈的非同名端,所述电容C5连接在所述电阻R5的另一端和所述隔离变压器Q2次级线圈的非同名端之间,所述稳压二极管Z2的阴极连接到IGBT的发射极上。

进一步地,所述稳压二极管Z2的稳压值为5V~15V,所述电容C5的取值在1μF以上。

进一步地,所述IGBT高端驱动电路包括光耦PC2,所述光耦PC2的输出脚经过电阻R8连接到IGBT的栅极上,电阻R11进行电荷泄放,电容C11对PWM输出波形进行滤波。

进一步地,所述IGBT低端驱动电路包括光耦PC1,所述光耦PC1的输出脚经过电阻R7连接到IGBT的栅极上,电阻R10进行电荷泄放,电容C10对PWM输出波形进行滤波。

相对于现有技术,本发明具有如下有益效果:

1)保证IGBT的开通正电压和关断负电压的稳定性,不受PWM调制脉冲的载波、占空比相关的影响,能够完全克服米勒效应所造成的IGBT上下桥臂导通;

2)方案简单,成本低廉,可广泛用于变频器、逆变器的IGBT驱动。

附图说明

图1是本发明实施例单电源IGBT负压驱动电路的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本发明实施例提出的单电源IGBT负压驱动电路包括主开关电源IGBT驱动电源绕组、IGBT低端电源整流滤波电路、IGBT低端负压产生电路、IGBT高端电源隔离产生电路、IGBT高端电源负压产生电路、IGBT高端驱动电路和IGBT低端驱动电路,主开关电源IGBT驱动电源绕组连接IGBT低端电源整流滤波电路和IGBT高端电源隔离产生电路,IGBT低端电源整流滤波电路连接IGBT低端负压产生电路和IGBT低端驱动电路,IGBT高端电源隔离产生电路连接IGBT高端电源负压产生电路和IGBT高端驱动电路。

主开关电源IGBT驱动电源绕组包括反激电源的变压器Q1,IGBT绕组是变压器Q1的一组绕组,IGBT绕组的输出频率范围为20kHz~150kHz,电压幅值范围为15V~30V,该绕组的输出分为两路,一路输入IGBT低端电源整流滤波电路,一路输入IGBT高端电源隔离产生电路。

IGBT低端电源整流滤波电路包括二极管D1、电容C1和电容C2,二极管D1的阳极连接IGBT绕组的同名端,电容C1和电容C2以并联的方式连接在二极管D1的阴极和IGBT绕组的非同名端之间,通过二极管D1进行整流,通过电容C1和电容C2进行滤波,将经过处理的信号作为IGBT低端驱动电源。

IGBT低端负压产生电路包括电阻R4、稳压二极管Z1、电容C3和电容C8,电阻R4的一端连接二极管D1的阴极,电阻R4的另一端连接稳压二极管Z1的阴极,稳压二极管Z1的阳极连接IGBT绕组的非同名端,电容C3和电容C8以并联的方式连接在电阻R4的另一端和IGBT绕组的非同名端之间,电阻R4和稳压二极管Z1串联,以接收IGBT低端驱动电源,稳压二极管Z1的稳压值为5V~15V,电容C3和电容C8为负压滤波电容,C8的取值范围为1~220μF,C3的取值范围为0.1μF~1μF,稳压二极管Z1的阴极连接到IGBT的发射极上。

IGBT高端电源隔离产生电路包括电阻R9、二极管D2、隔离变压器Q2、二极管D3、电容C9、电容C4和电阻R12,电阻R9的一端连接IGBT绕组的同名端,电阻R9的另一端连接二极管D2的阳极,二极管D2的阴极连接隔离变压器Q2初级线圈的同名端,隔离变压器Q2次级线圈的同名端连接二极管D3的阳极,电容C9、电容C4和电阻R12以并联的方式连接在二极管D3的阴极和隔离变压器Q2次级线圈的非同名端之间。

IGBT高端电源负压产生电路包括电阻R5、稳压二极管Z2和电容C5,电阻R5的一端连接二极管D3的阴极,电阻R5的另一端连接稳压二极管Z2的阴极,稳压二极管Z2的阳极连接隔离变压器Q2次级线圈的非同名端,电容C5连接在电阻R5的另一端和隔离变压器Q2次级线圈的非同名端之间,电阻R5和稳压二极管Z2串联,以接收IGBT高端驱动电源,稳压二极管Z2的稳压值为5V~15V,电容C5是负压滤波电容,其取值在1μF以上,稳压二极管Z2的阴极连接到IGBT的发射极上。

IGBT高端驱动电路包括光耦PC2,光耦PC2的输出脚经过电阻R8连接到IGBT的栅极上,电阻R11用于电荷泄放,电容C11对PWM输出波形进行滤波。

IGBT低端驱动电路包括光耦PC1,光耦PC1的输出脚经过电阻R7连接到IGBT的栅极上,电阻R10用于电荷泄放,电容C10对PWM输出波形进行滤波。

光耦PC1和光耦PC2可以选用东芝公司研发生产的TLP701型高速光耦合器。

本发明提出的单电源IGBT负压驱动电路在单电源驱动IGBT时,能够保证IGBT的开通正电压和关断负电压的稳定性,不受PWM调制脉冲的载波、占空比相关的影响,能够完全克服米勒效应所造成的IGBT上下桥臂导通,并且方案简单,成本低廉,可广泛用于变频器、逆变器的IGBT驱动。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出,对于本技术领域的技术人员,在不脱离本发明设计结构及原理的前提下对本发明方案所作的等同变化都视作本发明的保护范围。

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