一种用于IGBT的驱动电路的制作方法

一种用于igbt的驱动电路
技术领域
1.本实用新型涉及变频器技术领域，更具体地说，涉及一种用于igbt的驱动电路。


背景技术：

2.驱动电路的作用是将单片机输出的脉冲进行功率放大，提供适当的正反向栅极电压，使igbt可靠地开通和关断。目前，当正偏压增大时，igbt通态压降和开通损耗均下降，此过程中，由于栅极电压uge过大，容易造成负载短路而击穿igbt或烧毁驱动电路。
3.因此，如何提供合适的栅极电压成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述当正偏压增大时，igbt通态压降和开通损耗均下降，由于栅极电压uge过大，容易造成负载短路而击穿igbt或烧毁驱动电路的缺陷，提供一种输出栅极电压稳定且安全性较高的用于igbt的驱动电路。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于igbt的驱动电路，具备：
6.微控制器，其配置于驱动电路内，用于输出pwm脉冲信号；
7.光电耦合器，其一输入端耦接于所述微控制器的信号输出端，用于接收所述pwm脉冲信号，并对所述pwm脉冲信号进行隔离；
8.推挽电路，其输入端与所述光电耦合器的输出端连接，用于接收经所述光电耦合器隔离的所述pwm脉冲信号；
9.所述推挽电路的输出端与igbt的栅极连接，所述pwm脉冲信号用于控制所述igbt的导通或关断。
10.在一些实施方式中，所述推挽电路包括至少一个晶体管或至少一个mos管，
11.所述晶体管包括第一三极管及第二三极管，
12.所述第一三极管及所述第二三极管的基极分别与所述光电耦合器的输出端连接，
13.所述第一三极管及所述第二三极管的发射极分别与所述igbt的栅极连接；
14.所述mos管包括第一mos管及第二mos管，
15.所述第一mos管及所述第二mos管的栅极分别与所述光电耦合器的输出端连接，
16.所述第一mos管的源极及所述第二mos管的漏极分别与所述igbt的栅极连接。
17.在一些实施方式中，所述第一三极管为npn型三极管，所述第二三极管为pnp型三极管，
18.所述第一mos管为n沟道mos管，所述第二mos管为p沟道mos管。
19.在一些实施方式中，还包括第三三极管，所述第三三极管的集电极与所述第一三极管及所述第二三极管的基极连接，或
20.所述第三三极管的集电极与所述第一mos管及所述第二mos管的栅极连接。
21.在一些实施方式中，还包括串联连接的第一稳压管及第二稳压管，
22.所述第一稳压管的阳极与所述igbt的栅极连接；
23.所述第二稳压管的阳极与所述igbt的发射极连接。
24.在一些实施方式中，还包括第二电阻、第三电阻及第四电阻，
25.所述第二电阻及所述第三电阻的一端分别与所述光电耦合器的输出端连接；
26.所述第三电阻的另一端耦接于所述第三三极管的栅极，
27.所述第二电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接，
28.所述第四电阻的另一端分别与所述第三三极管的集电极、所述第一三极管及所述第二三极管的基极连接。
29.在本实用新型所述的用于igbt的驱动电路中，包括用于输出pwm脉冲信号的微控制器、用于对pwm脉冲信号进行隔离的光电耦合器及推挽电路；其中，推挽电路的输入端与光电耦合器的输出端连接，用于接收经光电耦合器隔离的pwm脉冲信号；推挽电路的输出端与igbt的栅极连接，pwm脉冲信号用于控制igbt的导通或关断。与现有技术相比，通过设置输出pwm脉冲信号的微控制器及可交替导通的推挽电路，进而可避免igbt通态压降和开通损耗均下降时，栅极电压uge过大，容易造成负载短路而击穿igbt或烧毁驱动电路的问题。
附图说明
30.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
31.图1是本实用新型用于igbt的驱动电路一实施例的驱动电路图；
32.图2是本实用新型用于igbt的驱动电路一实施例的推挽电路图。
具体实施方式
33.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
34.如图1所示，在本实用新型的用于igbt的驱动电路的第一实施例中，用于igbt的驱动电路100包括微控制器mcu、光电耦合器vlc、推挽电路101及一igbt。
35.其中，微控制器mcu配置于驱动电路内，用于输出pwm脉冲信号。
36.光电耦合器vlc以光为媒介传输电信号，其对输入、输出电信号有良好的隔离作用。
37.具体地，光电耦合器vlc一输入端(对应1脚)通过第一电阻r101与微控制器mcu的信号输出端连接，用于接收pwm脉冲信号，并对pwm脉冲信号进行隔离，然后将该pwm脉冲信号输出至推挽电路101。
38.推挽电路101采用两个参数相同的晶体管或mos管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小效率高。
39.具体地，推挽电路101的输入端与光电耦合器vlc的输出端(对应3脚)连接，用于接收经光电耦合器vlc隔离的pwm脉冲信号，通过该pwm脉冲信号使得推挽电路101可交替导通。
40.推挽电路101的输出端与igbt的栅极连接，pwm脉冲信号用于控制igbt的导通或关断。
41.具体而言，当微控制器mcu输入控制信号(pwm脉冲信号)时，光电耦合器vlc被触发导通，推挽电路101内的一晶体管(对应第一三极管vt101)或mos(对应第一mos管vt101)导通，输出+15v的驱动电压，触发igbt导通。
42.当微控制器mcu输入控制信号(pwm脉冲信号)为零时，光电耦合器vlc截止，推挽电路101内的另一晶体管(对应第二三极管vt102)或mos(对应第二mos管vt102)导通，输出
‑
10v的电压，控制igbt截止。
43.当正向电压驱动电压增大时，igbt的导通电阻下降，使得开通损耗减少；若正向驱动电压过大则负责短路时其短路电流i
c
随v
ce
增大而增大，可能使igbt出现擎住效应，导致门控失效，从而造成igbt的损坏；若正向驱动电压过小会使igbt退出饱和导致导通区进入线性放大区域，使igbt过热损坏；使用中选+10v≤v
ce
≤+15v。
44.栅极负偏置电压可防止由于关断时浪涌电流过大而使igbt误导通，因此负偏置电压选
‑
10v为宜。
45.为可靠关闭igbt，防止锁定效应，要给栅极加一负偏压，因此因采用双电源为驱动电路供电。
46.使用本技术方案，通过微控制器mcu输出pwm脉冲信号控制推挽电路101交替导通，可避免igbt通态压降和开通损耗均下降时，栅极电压uge过大，容易造成负载短路而击穿igbt或烧毁驱动电路的问题。
47.在一些实施方式中，为了提高igbt导通或截止转换的及时性，可在推挽电路101包设置至少一个晶体管或至少一个mos管，其中，晶体管包括第一三极管vt101及第二三极管vt102，mos管包括第一mos管vt101及第二mos管vt102。
48.具体地，第一三极管vt101及第二三极管vt102的基极分别与光电耦合器vlc的输出端(对应3脚)连接，第一三极管vt101及第二三极管vt102的发射极分别与igbt的栅极连接。
49.如图2所示，第一mos管vt101及第二mos管vt102的栅极分别与光电耦合器vlc的输出端(对应3脚)连接，第一mos管vt101的源极及第二mos管vt102的漏极分别与igbt的栅极连接。
50.需要说明的是，第一三极管vt101为npn型三极管，第二三极管vt102为pnp型三极管，第一mos管vt101为n沟道mos管，第二mos管vt102为p沟道mos管。上述三极管及mos管均具有开关的作用。
51.具体而言，当控制信号(pwm脉冲信号)为高电平时，第一三极管vt101或第一mos管vt101导通，第二三极管vt102或第二mos管vt102截止，并输出pwm脉冲信号控制igbt导通；
52.当控制信号(pwm脉冲信号)为低电平时，第一三极管vt101或第一mos管vt101由导通转换为截止，第二三极管vt102或第二mos管vt102由截止转换为导通，igbt被关断。
53.在一些实施方式中，为了提高驱动电路的开关性能，可在驱动电路中设置第三三极管vt103，其中，第三三极管vt103为npn型三极管，其具有开关的作用。
54.具体地，第三三极管vt103的集电极与第一三极管vt101及第二三极管vt102的基极连接，或
55.第三三极管vt103的集电极与第一mos管vt101及第二mos管vt102的栅极连接。
56.具体而言，当第三三极管vt103截止时，第一三极管vt101或第一mos管vt101导通，
对应输出pwm脉冲信号。
57.在一些实施方式中，为了提高igbt工作的安全性，可在驱动电路中设置串联连接的第一稳压管vs101及第二稳压管vs102，其中，第一稳压管vs101的阴极与第二稳压管vs102的阴极连接。
58.其中，第一稳压管vs101的阳极与igbt的栅极连接，第二稳压管vs102的阳极与igbt的发射极连接。
59.具体而言，igbt的栅极耐压一般在
±
18左右，因此在驱动电路输出端设有栅极过压保护电路。
60.在一些实施方式中，还包括第二电阻r102、第三电阻r103及第四电阻r104，其中，第二电阻r102及第三电阻r103的一端分别与光电耦合器vlc的输出端连接，第三电阻r103的另一端耦接于第三三极管vt103的栅极，第二电阻r102的另一端与第四电阻r104的一端连接。
61.第四电阻r104的另一端分别第三三极管vt103的集电极、第一三极管vt101及第二三极管vt102的基极连接。
62.光电耦合器vlc隔离后输出控制信号一路经第二电阻r102输入第一三极管vt101及第二三极管vt102；另一路经第三电阻r103输入第三三极管vt103。
63.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。