一种igbt推挽驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于模拟电路、数字电路、电力电子等领域中的驱动电路，具体涉及一种IGBT推挽驱动电路。
【背景技术】
[0002]绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor，简称 IGBT)，是电力晶体管和功率场效应管组成的复合器件，具有输入阻抗高、工作速度快、耐压高等特点，因此在电力电子装置、交流调速系统中占据了主导地位较为常用，例如变频器、风电、UPS等大多采用IGBT作为主要的功率开关器件。
[0003]在IGBT的使用中，IGBT的驱动及保护电路最为关键，一方面是因为IGBT器件本身较为昂贵，另一方面是由于IGBT损坏将带来严重影响与伤害。此外IGBT在功率变换及交流调速中起到核心作用，其应用场合多变、使用环境恶劣，所以IGBT驱动及保护电路至关重要，是业内长期的研宄课题。
[0004]目前，IGBT驱动电路的方式主要有两种方式:
[0005]一种是利用一些厂家开发出专用驱动模块对IGBT进行驱动及保护，采用这种方式，在IGBT驱动和保护方面有比较成熟的应用，并且电路用法简单，节省大量的开发周期。但驱动模块价格昂贵，占用空间较大，不利于产品小型化和降低成本，且其提供的接口不是完全按照应用者的需求来制定，也就不能使硬件电路的布局、走线达到最优化。另一种利用目前已经有一些厂家开发出的，集IGBT驱动、过流保护、甚至驱动欠压保护功能于一体的隔离驱动光耦，如HCPL-316J、HCPL-332J、PC929等，再配合自行设计的外围电路，采用这种方式，开发周期长，电路参数需要长期调试，才能到达最优化的驱动及保护效果。但只有采取这种方式设计的电路，才能按照实际使用的需求，优化电路的接口、布局，甚至特定环境下选用特定的元件参数。
[0006]对于大功率电气设备的开发，根据自己的需求，自行设计IGBT驱动及保护电路尤为常见，然而IGBT门极对于驱动电压，以及电压跳变的上升沿、下降沿要求很高。并且大功率IGBT的应用、以及以它为核心的设备所处应用环境十分恶劣，电路设计不合理，电路参数不合适，会造成使用故障、甚至炸机的风险。
【发明内容】
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[0007]本实用新型的目的是提供一种IGBT推挽驱动电路，能够极大地提升IGBT的驱动性能及故障保护功能，以克服【背景技术】中存在的问题。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0009]一种IGBT推挽驱动电路，包括IGBT电路，其特征在于:还包括隔离光耦集成芯片单元，隔离光耦集成芯片单元包括隔离光耦集成芯片U2，隔离光耦集成芯片U2的检测引脚连接IGBT饱和压降VDESAT检测单元的输入端，驱动引脚连接IGBT门极推挽驱动单元的输入端，嵌位引脚连接有源米勒嵌位单元的输入端；IGBT饱和压降VDESAT检测单元的输出端连接IGBT电路的漏极，IGBT门极推挽驱动单元的输出端和有源米勒嵌位单元(40)的输出端均连接IGBT电路的门极。
[0010]较佳地，IGBT门极推挽驱动单元包括NPN型三极管Ql和PNP型三极管Q2，三极管Ql的基极和三极管Q2的基极共同连接于基极限流电阻R3的一端，基极限流电阻R3的另一端连接IGBT门极推挽驱动单元的输入端；三极管Ql集电极连接正电源VCC，三极管Q2集电极连接负电源VEE，三极管Ql和三极管Q2的发射极之间依次连接正压驱动电阻Rl和负压驱动电阻R2 ;正压驱动电阻Rl和负压驱动电阻R2连接处为IGBT门极推挽驱动单元的输出端。
[0011]较佳地，三极管Ql和三极管Q2的基极与IGBT门极推挽驱动单元(20)的输出端之间连接有基极偏置电阻R8。
[0012]较佳地，IGBT饱和压降VDESAT检测单元包括依次连接的电阻R7和超快恢复二极管D2，超快恢复二极管D2的正极端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端为IGBT饱和压降VDESAT检测单元输入端，超快恢复二极管D2的负极端为IGBT饱和压降VDESAT检测单元输出端。
[0013]较佳地，IGBT饱和压降VDESAT检测单元输入端通过消隐定时电容Cl连接共地端VE0
[0014]较佳地，消隐定时电容Cl并联有稳压管Dl。
[0015]较佳地，IGBT饱和压降VDESAT检测单元输入端通过上拉电阻R5连接正电源VCC。
[0016]较佳地，有源米勒嵌位单元包括PNP型三极管Q3，三极管Q3的发射极为有源米勒嵌位单元的输出端，基极为有源米勒嵌位单元的输入端，集电极连接负电源VEE ;三极管Q3的发射极和基极之间连接有基极偏置电阻R4。
[0017]较佳地，IGBT电路的门极通过下拉电阻R6连接负电源VEE。
[0018]较佳地，IGBT电路的门极通过抗干扰电容C2连接共地端VE。
[0019]本实用新型的有益效果在于:隔离光耦集成芯片单元采用隔离光耦集成芯片U2，IGBT门极推挽驱动电路作为前级隔离光耦集成芯片单元的扩流驱动单元，提高了对IGBT门极的驱动能力。IGBT饱和压降VDESAT检测单元用于检测IGBT开通时漏极C和源极E两端的压降Vce，根据压降大小判断IGBT是否发生短路故障。有源米勒嵌位单元用于保障在IGBT关断过程中，IGBT门极驱动电压可靠地下降到负压，不会由于米勒效应出现门极驱动电压反弹现象。结构简单，稳定可靠，安全性高，从多个方面降低甚至杜绝IGBT驱动及保护失效的风险，且成本低廉，在电气工业领域发挥极为重要作用，并且可以广泛推广。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型实施例的结构示意图，
[0021]图2为本实用新型实施例的电路结构示意图。
[0022]图中:10-隔离光耦集成芯片单元，20-1GBT门极推挽驱动单元，30-1GBT饱和压降VDESAT检测单元，40-有源米勒嵌位单元，50-1GBT电路。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0024]一种IGBT推挽驱动电路，包括隔离光耦集成芯片单元10、IGBT门极推挽驱动单元20、IGBT饱和压降VDESAT检测单元30、有源米勒嵌位单元40和IGBT电路50。
[0025]隔离光耦集成芯片单元10包括隔离光耦集成芯片U2，隔离光耦集成芯片U2的检测引脚连接IGBT饱和压降VDESAT检测单元30的输入端、驱动引脚连接IGBT门极推挽驱动单元20的输入端、嵌位引脚连接有源米勒嵌位单元40的输入端，IGBT饱和压降VDESAT检测单元30的输出端连接IGBT电路50的漏极，IGBT门极推挽驱动单元20的输出端和有源米勒嵌位单元40的输出端均连接IGBT电路50的门极。
[0026]IGBT门极推挽驱动单元20包括NPN型三极管Ql和PNP型三极管Q2，三极管Ql的基极和三极管Q2的基极共同连接于基极限流电阻R3的一端，基极限流电阻R3的另一端为IGBT门极推挽驱动单元20的输入端；三极管Ql集电极连接正电源VCC，三极管Q2集电极连接负电源VEE，三极管Ql和三极管Q2的发射极之间依次连接正压驱动电阻Rl和负压驱动电阻R2，正压驱动电阻Rl和负压驱动电阻R2决定IGBT电路50门极电压的上升沿和下降沿；正压驱动电阻Rl和负压驱动电阻R2连接处为IGBT门极推挽驱动单元20的输出端。三极管Ql和三极管Q2的基极与IGBT门极推挽驱动单元20的输出端之间连接有基极偏置电阻R8。
[0027]R1、R2的阻值大小，分别关系到IGBT门极电压的上升时间、下降时间，可以通过调整Rl、R2的阻值设计出理想的IGBT门极电压上升沿、下降沿，从而使IGBT电路50处于最佳的工作状态。
[0028]IGBT饱和压降VDESAT检测单元30包括依次连接的电阻R7和超快恢复二极管D2，超快恢复二极管D2的正极端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端为IGBT饱和压降VDESAT检测单元30输入端，超快恢复二极管D2的负极端为IGBT饱和压降VDESAT检测单元30输出端。IGBT饱和压降VDESAT检测单元30输入端通过消隐定时电容Cl连接共地端VE。消隐定时电容Cl并联有稳压管D1，为隔离光耦集成芯片单元(10)中U2的14脚(VDESAT)做电压嵌位保护，防止较高电压意