Igbt驱动保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及驱动保护电路技术领域，具体地说是一种能够有效克服IGBT误导通的IGBT驱动保护电路，其特征在于，包括第一与非门、第二与非门、第三与非门、非门第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、齐纳二极管、第一快恢复二极管、第二快恢复二极管、第三快恢复二极管、电容、第一N型MOS管、第二Ｎ型MOS管、NPN晶体管以及PNP晶体管，本实用新型与现有技术相比，的IGBT驱动保护电路能够提供足够大的反向关断电压，避免IGBT在关断状态下出现误导通。另外，当IGBT发生短路时，IGBT会进入退保护状态，利用本实用新型中的第一与非门、第二与非门、第三与非门以及非门等门电路能够实现对IGBT的快速保护。
【专利说明】
IGBT驱动保护电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及驱动保护电路技术领域，具体地说是一种能够有效克服IGBT误导通的IGBT驱动保护电路。
【背景技术】
[0002]作为电力电子重要大功率主流器件之一，IGBT已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。在工业应用方面，如交通控制、功率变换、工业电机、不间断电源、风电与太阳能设备，以及用于自动控制的变频器。在消费电子方面，IGBT用于家用电器、相机和手机。
[0003]在实际使用中除IGBT自身外，IGBT驱动电路的作用对整个换流系统来说同样至关重要。但是，目前的IGBT驱动电路能提供的反向电压较小，在IGBT栅极干扰信号的作用下，容易造成IGBT在关断状态下的误导通。
【发明内容】
[0004]本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够克服现有技术中IGBT驱动电路提供的反向电压较小容易造成IGBT误导通的缺陷的IGBT驱动保护电路。
[0005]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0006]一种IGBT驱动保护电路，其特征在于，包括第一与非门、第二与非门、第三与非门、非门第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、齐纳二极管、第一快恢复二极管、第二快恢复二极管、第三快恢复二极管、电容、第一 N型MOS管、第二 N型MOS管、NPN晶体管以及PNP晶体管，其中所述第一与非门的第一输入端用于接收PffM脉冲，第二输入端用于接收表征IGBT是否短路的电平信号，输出端分别与所述第二与非门的第二输入端和所述第三与非门的第一输入端相连接，所述第二与非门的第一输入端与正电压电连接，输出端分别与所述第一快恢复二极管的阴极和所述第一电阻的一端相连接，所述第三与非门的第一输入端与所述第一与非门的第二输入端电连接，输出端与所述非门的输入端电连接，所述非门的输出端分别与所述齐纳二极管的阴极和所述电容的一端电连接，所述齐纳二极管的阳极和所述电容的另一端均与所述第二快恢复二极管的阴极和所述第二电阻的一端电连接，所述第一 N型MOS管的栅极分别与第一快恢复二极管的阳极和第一电阻的另一端相连接，源极与第三快恢复二极管的阳极相连接，漏极与正电压相连接，第二 N型MOS管的栅极分别与第二电阻的另一端和第二快恢复二极管的阳极电连接，源极与一负电压电连接，漏极分别与第三快恢复二极管的阴极和第三电阻的一端电连接，第三电阻的另一端分别与NPN晶体管的基极和P NP晶体管的基极电连接，NP N晶体管的集电极与正电压电连接，P NP晶体管的集电极与负电压电连接，NPN晶体管的发射极和PNP晶体管的发射极均与第四电阻的一端电连接，第四电阻的另一端与所述IGBT的栅极电连接。
[0007]本实用新型中第一与非门的第一输入端形成IGBT驱动保护电路的第一输入端，用于接收PWM脉冲；第四电阻的另一端形成IGBT驱动保护电路的输出端，与IGBT的栅极电连接，用于驱动IGBT的导通和关断，其中，IGBT的工作频率由PffM脉冲的频率决定。
[0008]本实用新型第一与非门的第二输入端形成IGBT驱动保护电路的第二输入端，用于接收表征IGBT是否短路的电平信号，当IGBT发生短路时，该电平信号为低电平，所述第一N型MOS管、所述第二N型MOS管、所述NPN晶体管以及所述PNP晶体管均处于关断状态，IGBT驱动保护电路输出低电平，IGBT被快速关断，实现了对IGBT的短路保护。
[0009]本实用新型中第二与非门与所述第一电阻之间还串联一缓冲门。
[0010]本实用新型所述正电压为15V，负电压的范围为-10V—15V，齐纳二极管的击穿电压的范围为15V~20V。
[0011]本实用新型与现有技术相比，的IGBT驱动保护电路能够提供足够大的反向关断电压，避免IGBT在关断状态下出现误导通。另外，当IGBT发生短路时，IGBT会进入退保护状态，利用本实用新型中的第一与非门、第二与非门、第三与非门以及非门等门电路能够实现对IGBT的快速保护。
[0012]【附图说明】:
[0013]附图1为本实用新型中实施例的电路图。
[0014]【具体实施方式】:
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0016]如附图所示，本实用新型提供一种IGBT驱动保护电路，包括与非门U1、与非门U2、与非门U3、缓冲门U4、非门U5、电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4、快恢复二极管D1、快恢复二极管D2、快恢复二极管D3、齐纳二极管D4、N型MOS管Q1、N型MOS管Q2、NPN晶体管Tl以及PNP晶体管T2。
[0017]与非门Ul的第一输入端用于接收HVM脉冲，第二输入端用于接收表征IGBT是否短路的电平信号，输出端分别与与非门U2的第二输入端和与非门U3的第一输入端电连接。
[0018]图1中，Q3为IGBT，发射极与接地端GND电连接，集电极与直流电压Udc电连接，电压采样单元20用于采集IGBT集电极与发射极之间的电压，并对该电压进行处理，生成一高电平或低电平的信号Pl，具体地，当IGBT发生短路时，集电极与发射极之间的电压为零，电压采样处理单元20输出的信号Pl为低电平，否则为高电平。
[0019]与非门U2的第一输入端与正电压V+电连接，输出端与缓冲门U4的输入端电连接，缓冲门U4的输出端分别与快恢复二极管Dl的阴极和电阻Rl的一端电连接。
[0020]与非门U3的第一输入端与与非门Ul的第二输入端电连接，输出端与非门U5的输入端电连接，非门U5的输出端分别与齐纳二极管D4的阴极和电容Cl的一端电连接，齐纳二极管D4的阳极和电容Cl的另一端均与快恢复二极管D2的阴极和电阻R2的一端电连接。
[0021]N型MOS管Ql的栅极分别与快恢复二极管Dl的阳极和电阻Rl的另一端电连接，源极与快恢复二极管D3的阳极电连接，漏极与正电压V+电连接。
[0022]N型MOS管Q2的栅极分别与电阻R2的另一端和快恢复二极管D2的阳极电连接，源极与负电压V-电连接，漏极分别与快恢复二极管D3的阴极和电阻R3的一端电连接。
[0023]电阻R3的另一端分别与NPN晶体管Tl的基极和PNP晶体管T2的基极电连接，NPN晶体管TI的集电极与正电压V+电连接，PNP晶体管T2的集电极与负电压V-电连接，NPN晶体管TI的发射极和PNP晶体管T2的发射极均与电阻R4的一端电连接，电阻R4的另一端与IGBT的栅极电连接。
[0024]本实施例中，正电压V+为15V，负电压V-为-15V。与非门Ul输入的PffM脉冲一路经过与非门U2、缓冲门U4、电阻Rl之后驱动N型MOS管Ql，另一路经过与非门U3、非门U4、齐纳二极管Dl和电容Cl、电阻R2之后驱动N型MOS管Q2，其中，驱动N型MOS管Ql的脉冲和驱动N型MOS管Q2的脉冲反相。当N型MOS管Ql导通时，电阻R3上的电压为15V，驱动NPN晶体管Tl导通，进而使得IGBT也导通。当N型MOS管Q2导通时，电阻R3上的电压为-15V，驱动PNP晶体管T2导通，进而使得IGBT关断。
[0025]当IGBT发生短路时，电压采样单元20输出的信号Pl为低电平，N型MOS管Ql和NPN晶体管Tl均关断，N型MOS管Q2和PNP晶体管T2均导通，进而使得IGBT关断。
[0026]本实施例中，IGBT驱动保护电路能够提供-15V的反向关断电压，避免了IGBT在关断状态下出现误导通。另外，当IGBT发生短路时，利用本实施例中的与非门U1、第二与非门U2、第三与非门U3、缓冲门U4以及非门U5能够实现对IGBT的快速保护。
[0027]本实用新型与现有技术相比，的IGBT驱动保护电路能够提供足够大的反向关断电压，避免IGBT在关断状态下出现误导通。另外，当IGBT发生短路时，IGBT会进入退保护状态，利用本实用新型中的第一与非门、第二与非门、第三与非门以及非门等门电路能够实现对IGBT的快速保护。
【主权项】
1.一种IGBT驱动保护电路，其特征在于，包括第一与非门、第二与非门、第三与非门、非门第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、齐纳二极管、第一快恢复二极管、第二快恢复二极管、第三快恢复二极管、电容、第一 N型MOS管、第二 N型MOS管、NPN晶体管以及PNP晶体管，其中所述第一与非门的第一输入端用于接收PWM脉冲，第二输入端用于接收表征IGBT是否短路的电平信号，输出端分别与所述第二与非门的第二输入端和所述第三与非门的第一输入端相连接，所述第二与非门的第一输入端与正电压电连接，输出端分别与所述第一快恢复二极管的阴极和所述第一电阻的一端相连接，所述第三与非门的第一输入端与所述第一与非门的第二输入端电连接，输出端与所述非门的输入端电连接，所述非门的输出端分别与所述齐纳二极管的阴极和所述电容的一端电连接，所述齐纳二极管的阳极和所述电容的另一端均与所述第二快恢复二极管的阴极和所述第二电阻的一端电连接，所述第一 N型MOS管的栅极分别与第一快恢复二极管的阳极和第一电阻的另一端相连接，源极与第三快恢复二极管的阳极相连接，漏极与正电压相连接，第二 N型MOS管的栅极分别与第二电阻的另一端和第二快恢复二极管的阳极电连接，源极与一负电压电连接，漏极分别与第三快恢复二极管的阴极和第三电阻的一端电连接，第三电阻的另一端分别与NPN晶体管的基极和P NP晶体管的基极电连接，NP N晶体管的集电极与正电压电连接，P NP晶体管的集电极与负电压电连接，NPN晶体管的发射极和PNP晶体管的发射极均与第四电阻的一端电连接，第四电阻的另一端与所述IGBT的栅极电连接。2.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动保护电路，其特征在于第一与非门的第一输入端形成IGBT驱动保护电路的第一输入端，用于接收PWM脉冲;第四电阻的另一端形成IGBT驱动保护电路的输出端，与IGBT的栅极电连接，用于驱动IGBT的导通和关断。3.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动保护电路，其特征在于第一与非门的第二输入端形成IGBT驱动保护电路的第二输入端，用于接收表征IGBT是否短路的电平信号，当IGBT发生短路时，该电平信号为低电平，所述第一 N型MOS管、所述第二 N型MOS管、所述NPN晶体管以及所述PNP晶体管均处于关断状态，IGBT驱动保护电路输出低电平，IGBT被快速关断，实现了对IGBT的短路保护。4.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动保护电路，其特征在于第二与非门与所述第一电阻之间还串联一缓冲门。5.根据权利要求1所述的一种IGBT驱动保护电路，其特征在于所述正电压为15V，负电压的范围为-1OV?-15V，齐纳二极管的击穿电压的范围为15V~20V。
【文档编号】H03K17/08GK205666809SQ201620584691
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】孙玉民, 邵东强, 王冬青, 王锡强, 张晓臣, 刘宏彬, 王晓东
【申请人】国网山东省电力公司威海供电公司, 国家电网公司