Igbt驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，包括輸入反向電路、輸出反向電路和互鎖電路；驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)輸入反向電路反向、互鎖電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖在通過(guò)輸出反向電路反向；互鎖電路包括上、下橋臂開關(guān)管、上、下橋臂上拉電阻、上、下橋臂限流電阻和下拉電阻；IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接上橋臂開關(guān)管活動(dòng)端一端，也通過(guò)上橋臂限流電阻連接上橋臂開關(guān)管控制端；上橋臂開關(guān)管活動(dòng)端另一端連接輸出反向電路，也通過(guò)輸出上拉電阻連接電源正極；IGBT的下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)同樣的電路連接方式輸出；上、下橋臂開關(guān)管的控制端同時(shí)通過(guò)下拉電阻接地。本實(shí)用新型能夠在驅(qū)動(dòng)電路級(jí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)互鎖，并能夠有效可靠實(shí)現(xiàn)IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖。
【專利說(shuō)明】
IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型具體涉及一種IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，電力電子技術(shù)已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的和飛速的發(fā)展。
[0003]IGBT又叫絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大;MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)，如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
[0004]IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖是IGBT信號(hào)處理中必不可少的環(huán)節(jié)。一般的IGBT互鎖功能是通過(guò)在CPU或數(shù)字信號(hào)處理中通過(guò)軟件或片內(nèi)外設(shè)實(shí)現(xiàn)互鎖，或者是在CPU或數(shù)字信號(hào)處理其輸出后通過(guò)門電路實(shí)現(xiàn)互鎖。這兩種互鎖方法，均是在驅(qū)動(dòng)電路前級(jí)實(shí)現(xiàn)互鎖，而在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)前級(jí)電路或軟件調(diào)試、電路或電源故障或連接線或接插件故障時(shí)，仍然無(wú)法做到IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)的互鎖，仍然不可避免IGBT上下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)有效情況。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠在驅(qū)動(dòng)電路級(jí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)互鎖、能夠有效可靠實(shí)現(xiàn)IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路。
[0006]本實(shí)用新型提供的這種IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，包括輸入反向電路、輸出反向電路和互鎖電路;IGBT的上、下橋臂兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入到輸入反向電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)的反向，然后輸入到互鎖電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)的互鎖，驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖完成再通過(guò)輸出反向電路反向后連接到IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)端;互鎖電路包括上橋臂開關(guān)管、下橋臂開關(guān)管、上橋臂上拉電阻、下橋臂上拉電阻、上橋臂限流電阻、下橋臂限流電阻和下拉電阻；IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接到上橋臂開關(guān)管活動(dòng)端的一端，也通過(guò)上橋臂限流電阻連接到上橋臂開關(guān)管的控制端；上橋臂開關(guān)管活動(dòng)端的另一端連接輸出反向電路，同時(shí)也通過(guò)輸出上拉電阻與電源正極連接;IGBT的下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)同樣的電路連接方式進(jìn)行輸出；上橋臂開關(guān)管、下橋臂開關(guān)管的控制端短接在一起，并通過(guò)下拉電阻接地。
[0007]所述的上橋臂開關(guān)管為三極管或MOS管。
[0008]所述的下橋臂開關(guān)管為三極管或MOS管。
[0009]所述的輸入反向電路包括上橋臂輸入限流電阻、上橋臂輸入開關(guān)管、上橋臂輸入上拉電阻、下橋臂輸入限流電阻、下橋臂輸入開關(guān)管和下橋臂輸入上拉電阻；IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)上橋臂輸入限流電阻連接上橋臂輸入開關(guān)管的控制端，上橋臂輸入開關(guān)管活動(dòng)端的一端通過(guò)上橋臂輸入上拉電阻與電源正極連接，并輸出反向后的IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)，上橋臂輸入開關(guān)管活動(dòng)端的另一端與地連接；IGBT的下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)同樣的電路連接方式進(jìn)行輸出。
[0010]所述的上橋臂輸入開關(guān)管為達(dá)林頓管。
[0011]所述的下橋臂輸入開關(guān)管為達(dá)林頓管。
[0012]所述的上橋臂輸入開關(guān)管與上橋臂輸入上拉電阻的連接為電氣接插件連接。
[0013]所述的下橋臂輸入開關(guān)管與下橋臂輸入上拉電阻的連接為電氣接插件連接。
[0014]所述的輸出反向電路包括上橋臂施密特觸發(fā)器和下橋臂施密特觸發(fā)器;互鎖電路輸出的互鎖完成的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)和下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別通過(guò)上橋臂施密特觸發(fā)器和下橋臂施密特觸發(fā)器進(jìn)行反向后，連接到IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)端。
[0015]本實(shí)用新型提供的這種IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，通過(guò)反向器將原始的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行反向，并采用開關(guān)管、電阻等構(gòu)成的互鎖電路對(duì)經(jīng)過(guò)反向的原始IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)互鎖處理，并將經(jīng)過(guò)互鎖的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)再次經(jīng)過(guò)反向后驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，本實(shí)用新型創(chuàng)新性的在驅(qū)動(dòng)電路級(jí)采用互鎖電路對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行互鎖，而且采用的是硬件電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖，因此本實(shí)用新型能夠有效可靠實(shí)現(xiàn)IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖，避免了軟件互鎖等帶來(lái)的弊端，可靠性極高。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的功能模塊圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示為本實(shí)用新型的功能模塊圖:本實(shí)用新型提供的這種IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，包括輸入反向電路、輸出反向電路和互鎖電路;IGBT的上、下橋臂兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)(圖中標(biāo)示PWMA和PffMB)輸入到輸入反向電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)的反向，然后輸入到互鎖電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)的互鎖，驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖完成再通過(guò)輸出反向電路反向后輸出兩路驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)(圖中標(biāo)示P麗I和PWM2)，連接到IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)端；互鎖電路包括上橋臂開關(guān)管(圖中標(biāo)示Q1)、下橋臂開關(guān)管(圖中標(biāo)示Q2)、上橋臂上拉電阻(圖中標(biāo)示R8)、下橋臂上拉電阻(圖中標(biāo)示R9 )、上橋臂限流電阻(圖中標(biāo)示Rl )、下橋臂限流電阻(圖中標(biāo)示R2)和下拉電阻(圖中標(biāo)示R3);IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接到上橋臂開關(guān)管活動(dòng)端的一端，也通過(guò)上橋臂限流電阻連接到上橋臂開關(guān)管的控制端;上橋臂開關(guān)管活動(dòng)端的另一端連接輸出反向電路，同時(shí)也通過(guò)輸出上拉電阻與電源正極連接;IGBT的下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)同樣的電路連接方式進(jìn)行輸出；上橋臂開關(guān)管、下橋臂開關(guān)管的控制端短接在一起，并通過(guò)下拉電阻接地。
[0019]如圖2所示為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的電路原理圖:其中互鎖電路依舊采用和圖1中所不相同的電路，在具體應(yīng)用中開關(guān)管可以米用三極管或MOS管;輸入反向電路米用包括上橋臂輸入限流電阻(圖中標(biāo)示R6)、上橋臂輸入開關(guān)管(圖中標(biāo)示Q3)、上橋臂輸入上拉電阻(圖中標(biāo)示R4)、下橋臂輸入限流電阻(圖中標(biāo)示R7)、下橋臂輸入開關(guān)管(圖中標(biāo)示Q4)和下橋臂輸入上拉電阻(圖中標(biāo)示R5)構(gòu)成的反向電路；IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)上橋臂輸入限流電阻連接上橋臂輸入開關(guān)管的控制端，上橋臂輸入開關(guān)管活動(dòng)端的一端通過(guò)上橋臂輸入上拉電阻與電源正極連接，并輸出反向后的IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)，上橋臂輸入開關(guān)管活動(dòng)端的另一端與地連接;IGBT的下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)同樣的電路連接方式進(jìn)行輸出；其中上橋臂輸入開關(guān)管和下橋臂輸入開關(guān)管采用的是達(dá)林頓管;上橋臂輸入開關(guān)管和上橋臂輸入上拉電阻、下橋臂輸入開關(guān)管和下橋臂輸入上拉電阻之間采用的是電氣接插件(圖中標(biāo)示Jl和J2)連接;輸出反向電路采用施密特觸發(fā)器構(gòu)成了反向器，包括上橋臂施密特觸發(fā)器和下橋臂施密特觸發(fā)器;互鎖電路輸出的互鎖完成的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)和下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別通過(guò)上橋臂施密特觸發(fā)器和下橋臂施密特觸發(fā)器進(jìn)行反向后，連接到IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)端。
[0020]本實(shí)施例在具體工作時(shí)，當(dāng)輸入信號(hào)PWMA、PWMB同時(shí)有效為高時(shí)，經(jīng)過(guò)達(dá)林頓管后的信號(hào)同時(shí)有效且為低，達(dá)林頓管Q3、Q4同時(shí)導(dǎo)通，三極管Ql、Q2基級(jí)為低電平，Ql、Q2截止，二極管Dl、D2同時(shí)截止，互鎖電路輸出由上拉電阻R8、R9上拉為高電平。
[0021]互鎖電路高電平進(jìn)入施密特觸發(fā)器，進(jìn)行整形后反向，最終輸出PWM1、PWM2均為低電平，因此實(shí)現(xiàn)了IGBT信號(hào)互鎖。
[0022]當(dāng)輸入PffMA、PWMB同時(shí)為低時(shí)，達(dá)林頓管Q3、Q4截止，互鎖電流輸入由于上拉電阻R4、R5同時(shí)為高，此時(shí)D1、D2截止，施密特觸發(fā)器輸入端仍為高電平，進(jìn)行整形后邏輯反向，最終輸出PWMl、PWM2均為低電平，與電路輸入信號(hào)邏輯一致，IGBT同時(shí)關(guān)斷。
[0023]當(dāng)輸入PWMA為高，PWMB為低時(shí)，達(dá)林頓管Q3導(dǎo)通，達(dá)林頓管Q4截止，Ql、Q2均導(dǎo)通，Dl導(dǎo)通，D2截止。由于Q3、Q1導(dǎo)通，111_六輸入端為低電平。由于Q4截止，Q2導(dǎo)通U1_A輸入端為低電平為高電平，因此通過(guò)施密特觸發(fā)器邏輯反向后PWMl為高電平，PWM2為低電平，信號(hào)正常通過(guò)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電平變換和整形。
[0024]由于電路對(duì)稱，因此輸入PffMA為低，PffMB為高時(shí)，輸出PffMl為低，PWM2為高。
[0025]當(dāng)接插件Jl或J2發(fā)生故障開路時(shí)，發(fā)生開路的信號(hào)輸出被強(qiáng)制為無(wú)效。不會(huì)出現(xiàn)IGBT上下橋臂同時(shí)導(dǎo)通情況。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，其特征在于包括輸入反向電路、輸出反向電路和互鎖電路;IGBT的上、下橋臂兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入到輸入反向電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)的反向，然后輸入到互鎖電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)信號(hào)的互鎖，驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖完成再通過(guò)輸出反向電路反向后連接到IGBT模塊的驅(qū)動(dòng)端;互鎖電路包括上橋臂開關(guān)管、下橋臂開關(guān)管、上橋臂上拉電阻、下橋臂上拉電阻、上橋臂限流電阻、下橋臂限流電阻和下拉電阻；IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接到上橋臂開關(guān)管活動(dòng)端的一端，也通過(guò)上橋臂限流電阻連接到上橋臂開關(guān)管的控制端;上橋臂開關(guān)管活動(dòng)端的另一端連接輸出反向電路，同時(shí)也通過(guò)輸出上拉電阻與電源正極連接；IGBT的下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)同樣的電路連接方式進(jìn)行輸出；上橋臂開關(guān)管、下橋臂開關(guān)管的控制端短接在一起，并通過(guò)下拉電阻接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，其特征在于所述的上橋臂開關(guān)管為三極管或MOS管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，其特征在于所述的下橋臂開關(guān)管為三極管或MOS管。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3之一所述的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，其特征在于所述的輸入反向電路包括上橋臂輸入限流電阻、上橋臂輸入開關(guān)管、上橋臂輸入上拉電阻、下橋臂輸入限流電阻、下橋臂輸入開關(guān)管和下橋臂輸入上拉電阻；IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)上橋臂輸入限流電阻連接上橋臂輸入開關(guān)管的控制端，上橋臂輸入開關(guān)管活動(dòng)端的一端通過(guò)上橋臂輸入上拉電阻與電源正極連接，并輸出反向后的IGBT的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)，上橋臂輸入開關(guān)管活動(dòng)端的另一端與地連接;IGBT的下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)同樣的電路連接方式進(jìn)行輸出。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，其特征在于所述的上橋臂輸入開關(guān)管為達(dá)林頓管。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，其特征在于所述的下橋臂輸入開關(guān)管為達(dá)林頓管。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，其特征在于所述的上橋臂輸入開關(guān)管與上橋臂輸入上拉電阻的連接為電氣接插件連接。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，其特征在于所述的下橋臂輸入開關(guān)管與下橋臂輸入上拉電阻的連接為電氣接插件連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1?3之一所述的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)互鎖電路，其特征在于所述的輸出反向電路包括上橋臂施密特觸發(fā)器和下橋臂施密特觸發(fā)器;互鎖電路輸出的互鎖完成的上橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)和下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別通過(guò)上橋臂施密特觸發(fā)器和下橋臂施密特觸發(fā)器進(jìn)行反向后，連接到IGBTt旲塊的驅(qū)動(dòng)端。
【文檔編號(hào)】H02M1/38GK205647257SQ201620353986
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】劉鐵軍, 鄒國(guó)輝, 陶澤安
【申請(qǐng)人】湖南利能科技股份有限公司