伺服驱动器中IGBT的控制电路的制作方法

本实用新型实施例涉及伺服控制领域，特别涉及一种伺服驱动器中IGBT的控制电路。

背景技术：

目前，伺服驱动器在发生过流故障时，关断驱动电路中IGBT((Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)一般采用软件控制方式，也即反馈信号反馈至MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，MCU接收反馈信号并判断反馈信号是否为过流信号，在确定反馈信号为过流信号时发送使能信号来关断 IGBT。

然而，在发送反馈信号时，反馈信号容易被干扰导致MCU发送误判，或者， MCU接收到反馈信号后判断延迟，这些情况都会导致IGBT由于没有及时关断而损坏。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种伺服驱动器中 IGBT的控制电路。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种伺服驱动器中IGBT的控制电路，该电路至少包括或门、三极管和IGBT驱动电路；

所述或门的第一输入端连接过流检测信号端，所述或门的第二输入端连接脉冲宽度调制信号PWM端，所述或门的输出端连接三极管的基极；

所述IGBT驱动电路包括三个IGBT上臂驱动支路和三个IGBT下臂驱动电路，每个所述IGBT上臂驱动支路和每个所述IGBT下臂驱动支路包括光耦；

所述三极管的集电极与所述IGBT驱动电路中的所述光耦的输入端连接；

每个所述IGBT上臂驱动支路中的所述光耦的输入端与一个上臂控制信号端连接，每个所述IGBT上臂驱动支路的输出端与所述IGBT的一个上臂连接；

每个所述IGBT下臂驱动支路中的所述光耦的输入端与一个下臂控制信号端连接，每个所述IGBT下臂驱动支路的输出端与所述IGBT的一个下臂连接。

可选的，每个所述IGBT上臂驱动支路中的所述光耦还连接所述IGBT的上臂驱动电压；

每个所述IGBT下臂驱动支路中的所述光耦还连接所述IGBT的下臂驱动电压。

可选的，所述IGBT驱动电路还包括电容、电阻、二极管；

在每个所述IGBT上臂驱动支路中，所述光耦的输出端通过电阻、电容、二极管与所述IGBT的上臂连接；

在每个所述IGBT下臂驱动支路中，所述光耦的输出端通过电阻、电容、二极管与所述IGBT的下臂连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在电路中增加包括或门和三极管的硬件电路，或门的两个输入端分别与用于发送控制IGBT驱动的使能信号的PWM端和过流检测信号端F0连接，在伺服驱动器未发送过流故障时，过流检测信号端为低电平，IGBT只受MCU和 PWM端的信号控制，在伺服驱动器发送过流故障时，过流检测信号端F0由低电平变为高电平，关闭与IGBT六个臂连接的光耦，光耦不传输信号，IGBT被关断；解决了利用MCU关断IGBT时容易发送误判或延迟，导致未及时关断 IGBT令IGBT损坏的问题；达到了利用硬件电路提高IGBT关断的高效性和时效性，令伺服驱动器能够正常运行在复杂的环境，拓宽伺服驱动器的应用领域的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种伺服驱动器中IGBT的控制电路的原理图；

图2是根据另一示例性实施例示出的一种伺服驱动器中IGBT的控制电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本实用新型一个实施例提供的伺服驱动器中IGBT的控制电路的原理图。如图1所示，该控制电路至少包括或门IC11、三极管Q和 IGBT驱动电路100。

或门IC11的第一输入端连接过流信号检测端F0，或门IC11的第二输入端连接PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)端，或门IC11的输出端连接三极管Q的基极。

过流信号检测端F0与MCU连接。

过流信号检测端F0用于反馈伺服驱动器的电流。

PWM端用于发送DisbPWM信号，DisbPWM信号为控制IGBT驱动的使能信号，DisbPWM信号由MCU生成。

或门IC11的输出端和三极管Q的基极之间连接有稳压二极管ZD4和电阻 R82，稳压二极管ZD4和电阻R82串联。

三极管Q的基极和发射极之间连接有电阻R83，三极管Q的发射极连接+5V 电源。

IGBT驱动电路100与ICBT110连接。

IGBT驱动电路100包括三个IGBT上臂驱动支路和三个IGBT下臂驱动电路，每个IGBT上臂驱动支路和每个IGBT下臂驱动支路包括光耦。

光耦起隔离作用，将MCU发出的六臂弱信号与IGBT判决反馈均衡(英文： Decision–Feedback Equalization,简称：DFE)驱动电压隔离。

IGBT上臂驱动支路用于驱动IGBT的上臂，IGBT下臂驱动支路用于驱动 IGBT的下臂。

三极管的集电极与IGBT驱动电路中的光耦的输入端连接。

每个IGBT上臂驱动支路中的光耦的输入端与一个上臂控制信号端连接，每个IGBT上臂驱动支路的输出端与IGBT的一个上臂连接。

上臂控制信号端用于发送上臂控制信号，上臂控制信号包括IGBT模块U、 V、W上臂控制信号，分别为PUL信号、PVL信号、PWL信号。上臂控制信号由MCU产生。

下臂控制信号端用于发送下臂控制信号，下臂控制信号包括IGBT模块U、 V、W下臂控制信号，分别为NUL信号、NVL信号、NWL信号。

上臂每个IGBT下臂驱动支路中的光耦的输入端与一个下臂控制信号端连接，每个IGBT下臂驱动支路的输出端与IGBT的一个下臂连接。

该伺服驱动器中IGBT的控制电路的工作原理为：当伺服驱动器没有发生过流故障时，过流信号检测端F0为低电平，IGBT开通关断只由MCU软件和 DisbPWM信号控制；当伺服驱动器发生过流故障时，过流信号检测端F0由低电平变为高电平，或门IC11输出为高电平，关闭IGBT驱动电路中的光耦，IGBT 被关断，同时，过流信号检测端F0将过流信号传输至MCU，MCU再根据过流信号进行其他断。

在基于图1所示实施例的可选实施例中，每个IGBT上臂驱动支路中的光耦还连接IGBT的上臂驱动电压；

每个IGBT下臂驱动支路中的光耦还连接IGBT的下臂驱动电压。

在基于图1所示实施例的可选实施例中，IGBT驱动电路还包括电容、电阻、二极管；

在每个IGBT上臂驱动支路中，光耦的输出端通过电阻、电容、二极管与 IGBT的上臂连接；

在每个IGBT下臂驱动支路中，光耦的输出端通过电阻、电容、二极管与 IGBT的下臂连接。

图2示例性地示出了本实用新型实施例提供的一种伺服驱动器中IGBT的控制电路的电路原理图。如图2所示：

或门IC11的第一输入端连接过流信号检测端F0，或门IC11的第二输入端连接PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)端，或门IC11的输出端连接三极管Q的基极。

或门IC11的输出端和三极管Q的基极之间连接有稳压二极管ZD4和电阻 R82，稳压二极管ZD4和电阻R82串联。

三极管Q的基极和发射极之间连接有电阻R83，三极管Q的发射极连接+5V 电源。

IGBT驱动电路100与ICBT110连接。

IGBT驱动电路100包括三个IGBT上臂驱动支路和三个IGBT下臂驱动电路，每个IGBT上臂驱动支路和每个IGBT下臂驱动支路包括光耦。

第一上臂支路由电阻R84、R100、R119、R91、电容C50、C68、光耦PC5 和二极管D6、双管共阴极开关二极管D16构成。

光耦PC5的第2脚和第3脚并联电容C50，以及并联R84，第2脚连接三极管的集电极，第3脚通过电阻R76连接上臂控制信号端PUL；光耦PC5的第 5脚接驱动电压UV-，第8脚连接驱动电压UV+，第6脚和第7脚连接后连接 IGBT的上臂的GU端和EU端。

第二上臂支路由电阻R85、R101、R120、R92、电容C51、C69、光耦PC6 和二极管D14、双管共阴极开关二极管D17构成。

光耦PC6的第8脚连接驱动电压VV+，第5脚连接驱动电压VV-，第6脚和第7脚连接后连接IGBT的上臂的GV端和EV端。光耦PC6的其他引脚的连接如图2所示，这里不再赘述。

第三上臂支路由电阻R86、R102、R121、R93、电容C52、C70、光耦PC7 和二极管D26、双管共阴极开关二极管D18构成。

光耦PC7的第8脚连接驱动电压WV+，第5脚连接驱动电压WV-，第6 脚和第7脚连接后连接IGBT的上臂的GW端和EW端。光耦PC7的其他引脚的连接如图2所示，这里不再赘述。

第一下臂支路由电阻R87、R103、R122、R106、电容C72、C53、光耦PC8 和二极管D27、双管共阴极开关二极管D19等构成。

光耦PC8的第8脚连接驱动电压XV-，第5脚连接驱动电压XV+，第6脚和第7脚连接后连接IGBT的下臂的GX端。光耦PC8的其他引脚的连接如图2 所示，这里不再赘述。第一下臂支路还连接有参考低电位，即零电位N。

第二下臂支路由电阻R88、R104、R123、R107、电容C73、C54、光耦PC9 和二极管D28、双管共阴极开关二极管D24等构成。

光耦PC9的第8脚连接驱动电压XV-，第5脚连接驱动电压XV+，第6脚和第7脚连接后连接IGBT的下臂的GX端。光耦PC9的其他引脚的连接如图2 所示，这里不再赘述。第二下臂支路还连接有参考低电位，即零电位N。

第三下臂支路由电阻R89、R105、R124、R108、电容C74、C55、光耦PC10 和二极管D29、双管共阴极开关二极管D25等构成。

光耦PC10的第8脚连接驱动电压XV-，第5脚连接驱动电压XV+，第6 脚和第7脚连接后连接IGBT的下臂的GX端。光耦PC10的其他引脚的连接如图2所示，这里不再赘述。第三下臂支路还连接有参考低电位，即零电位N。

其中，驱动电压由变压器输出，上臂采用的驱动电压是三组独立电压，分别为：UV+EU、VV+EV、WV+EW，值为+15V；UV-EU、VV-EV、WV-0EW，值为-10V；下臂驱动电压为一组电压，为XV+N，值为+15V，XV-N，值为-10V。

该用于伺服驱动器中IGBT的控制电路的工作原理为：当伺服驱动器没有发生过流故障时，过流信号检测端F0为低电平，IGBT开通关断只由MCU软件和 DisbPWM信号控制；当伺服驱动器发生过流故障时，过流信号检测端F0由低电平变为高电平，或门IC11输出为高电平，关闭IGBT驱动电路中的光耦PC5 至PC10，IGBT被关断，同时，过流信号检测端F0将过流信号传输至MCU， MCU再根据过流信号进行其他断。

综上所述，本实用新型实施例提供的伺服驱动器中IGBT的控制电路，在电路中增加包括或门和三极管的硬件电路，或门的两个输入端分别与用于发送控制IGBT驱动的使能信号的PWM端和过流检测信号端F0连接，在伺服驱动器未发送过流故障时，过流检测信号端为低电平，IGBT只受MCU和PWM端的信号控制，在伺服驱动器发送过流故障时，过流检测信号端F0由低电平变为高电平，关闭与IGBT六个臂连接的光耦，光耦不传输信号，IGBT被关断；解决了利用MCU关断IGBT时容易发送误判或延迟，导致未及时关断IGBT令IGBT 损坏的问题；达到了利用硬件电路提高IGBT关断的高效性和时效性，令伺服驱动器能够正常运行在复杂的环境，拓宽伺服驱动器的应用领域的效果。

需要说明的是：上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。