減小損耗的igbt驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】一種減小損耗的IGBT驅(qū)動電路，該電路可有效抑制器件關(guān)斷過程的過電壓，提高開關(guān)電源整機(jī)效率。本實(shí)用新型的在所述信號輸入端與IGBT輸出端之間還設(shè)有一個可降低IGBT關(guān)斷過電壓的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路由五個MOS管、二個穩(wěn)壓管、一個導(dǎo)流二極管和若干個電阻構(gòu)成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型驅(qū)動電路在IGBT的信號輸入端與IGBT輸出端之間設(shè)置一個由五個MOS管、二個穩(wěn)壓管、一個導(dǎo)流二極管和若干個電阻構(gòu)成的可降低IGBT關(guān)斷過電壓的驅(qū)動電路，使得其能有效抑制IGBT器件關(guān)斷過程中的過電壓，提高開關(guān)電源整機(jī)效率。
【專利說明】
減小損耗的IGBT驅(qū)動電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種IGBT器件驅(qū)動電路，特別涉及一種用于減小損耗的IGBT驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣棚.極型功率管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式電力電子器件。應(yīng)用于交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。
[0003]IGBT是目前電力電子變換用的電力電子器件，在三相逆變電路中為常用開關(guān)器件，各用戶為保證系統(tǒng)的高效可靠運(yùn)行，都在運(yùn)用各種電路實(shí)現(xiàn)。寄生雜散電感會使IGBT關(guān)斷時產(chǎn)生過電壓尖峰，為保護(hù)IGBT器件和減少損耗通常會采取抑制過電壓的措施，同時也會增加開關(guān)損耗及電路外圍器件的耗散功率。
[0004]在電路布線過程中寄生雜散電感是所有開關(guān)電源中都存在的問題，在器件快速關(guān)斷過程中會引起與所儲能量和開關(guān)速度成比例的過電壓沖擊，對于較大功率的電源，為抑制過電壓需要選擇較大富余量的器件，增加了整機(jī)成本，高的開關(guān)電壓也會增加器件導(dǎo)通損耗，降低整機(jī)效率。
[0005]雖然有許多方法可以抵制過電壓尖峰，但會增加開關(guān)器件的耗散功率。例如一種方法是增加?xùn)艠O串聯(lián)電阻Rg來抑制dv/dt，使開關(guān)速度減慢，這種方法顯著減小了開通和判斷時的過電壓尖峰，但卻增加了開關(guān)損耗。
[0006]圖1顯示了600V/200A的IGBT線路中IGBT器件關(guān)斷過程產(chǎn)生的過電壓尖峰的情況，Rg—)從4.7 Ω到30 Ω，Rg(clff)分別為O Ω、10 Ω、15 Ω、20Ω、30Ω，表I給出了開關(guān)損耗的遞增情況。Rg(Cin)與Rg(Off)增加到10 Ω時，開關(guān)損耗增加尖峰電壓可降低15%。此時器件可工作在安全范圍，但降低了器件的使用效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種IGBT器件驅(qū)動電路，該電路可有效抑制器件關(guān)斷過程的過電壓，提高開關(guān)電源整機(jī)效率。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0009]本實(shí)用新型的在所述信號輸入端與IGBT輸出端之間還設(shè)有一個可降低IGBT關(guān)斷過電壓的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路由五個MOS管、二個穩(wěn)壓管、一個導(dǎo)流二極管和若干個電阻構(gòu)成，其中，
[0010]導(dǎo)流二極管與第一電阻并聯(lián)，導(dǎo)流二極管的正極端接于所述的信號輸入端，其負(fù)極端連接于第一 MOS管、第二 MOS管和第五MOS管的柵極；
[0011]第一MOS管的漏極與第二 MOS管的漏極相連并接于第三MOS管和第四MOS管的柵極，第一 MOS管的源極接于直流供電端，第二 MOS管的源極接于地端；
[0012]第三MOS管的漏極通過第二電阻連接于IGBT的門極和第五MOS管的源極，第四MOS管的漏極通過第三電阻連接于IGBT的門極和第五MOS管的源極，第三MOS管的源極接于直流供電端，第四MOS管的源極接于地端;第五MOS管的漏極通過第四電阻接地；
[0013]在IGBT的發(fā)射極與集電極之間跨接有第一穩(wěn)壓管與第一電容的串接電路；
[0014]第一MOS管、第三MOS管和第五MOS管均為PMOS管，第二MOS管和第四MOS管為匪OS管。
[0015]在第五MOS管的柵極與地端之間設(shè)有第二穩(wěn)壓管。
[0016]在第一MOS管的源極與地端之間設(shè)有濾波電容。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型驅(qū)動電路在IGBT的信號輸入端與IGBT輸出端之間設(shè)置一個由五個MOS管、二個穩(wěn)壓管、一個導(dǎo)流二極管和若干個電阻構(gòu)成的可降低IGBT關(guān)斷過電壓的驅(qū)動電路，使得其能有效抑制IGBT器件關(guān)斷過程中的過電壓，提高開關(guān)電源整機(jī)效率。
【附圖說明】
[0018]圖1為600V/200A的IGBT線路中IGBT器件關(guān)斷過程產(chǎn)生的過電壓尖峰曲線圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)用新型的減小損耗的IGBT驅(qū)動電路包括IGBT控制極信號輸入端和IGBT輸出端，其是在所述信號輸入端與IGBT輸出端之間還設(shè)有一個可降低IGBT關(guān)斷過電壓的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路由五個MOS管、二個穩(wěn)壓管、一個導(dǎo)流二極管和若干個電阻構(gòu)成，其中，
[0021]導(dǎo)流二極管Dl與第一電阻Rl并聯(lián)，導(dǎo)流二極管的正極端接于所述的信號輸入端，其負(fù)極端連接于第一 MOS管Ql、第二 MOS管Q2和第五MOS管Q5的柵極；
[0022]第一 MOS管Ql的漏極與第二 MOS管Q2的漏極相連并接于第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的柵極，第一 MOS管Ql的源極接于直流供電端，第二 MOS管Q2的源極接于地端；
[0023]第三MOS管Q3的漏極通過第二電阻R2連接于IGBT的門極和第五MOS管Q5的源極，第四MOS管Q4的漏極通過第三電阻R3連接于IGBT的門極和第五MOS管Q5的源極，第三MOS管Q3的源極接于直流供電端，第四MOS管Q4的源極接于地端；第五MOS管Q5的漏極通過第四電阻R4接地；
[0024]在IGBT的發(fā)射極與集電極之間跨接有第一穩(wěn)壓管D2與第一電容Cl的串接電路；
[0025]第一 MOS管Ql、第三MOS管Q3和第五MOS管Q5均為PMOS管，第二 MOS管Q2和第四MOS管Q4 為 NMOS 管。
[0026]在第五MOS管Q5的柵極與地端之間設(shè)有第二穩(wěn)壓管D3。
[0027]在第一MOS管Ql的源極與地端之間設(shè)有濾波電容C2。
[0028]本實(shí)用新型在輸入驅(qū)動信號直接通過導(dǎo)流二極管Dl旁路掉第一電阻Rl，獲得快的上升時間。第一MOS管Ql和第二MOS管Q2的柵極輸入正信號，第一MOS管Ql關(guān)斷和第二MOS管Q2導(dǎo)通，將第三MOS管Q3和第四MOS管Q4的柵極電位降低至地，使第三MOS管Q3導(dǎo)通和第四MOS管Q4關(guān)斷。第三MOS管Q3的漏極電流通過第二電阻R2注入IGBT門極，IGBT處于開通狀態(tài)。第五MOS管Q5的柵極與輸入信號相連，在IGBT導(dǎo)通期間第五MOS管Q5是關(guān)斷的。關(guān)斷IGBT時，第一 MOS管Ql導(dǎo)通和第二 MOS管Q2關(guān)斷，第三MOS管Q3和第四MOS管Q4柵極電位抬高，第三MOS管Q3關(guān)斷和第四MOS管Q4導(dǎo)通，同時，第五MOS管Q5的柵極電位降低，第五MOS管Q5導(dǎo)通，IGBT門極電荷立刻通過第四電阻R4釋放，可使第四電阻R4短接短路釋放或依據(jù)IGBT的dv/dt參數(shù)設(shè)置一定的電阻值釋放。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種減小損耗的IGBT驅(qū)動電路，包括IGBT控制極信號輸入端和IGBT輸出端，其特征在于:在所述信號輸入端與IGBT輸出端之間還設(shè)有一個可降低IGBT關(guān)斷過電壓的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路由五個MOS管、二個穩(wěn)壓管、一個導(dǎo)流二極管和若干個電阻構(gòu)成，其中， 導(dǎo)流二極管與第一電阻并聯(lián)，導(dǎo)流二極管的正極端接于所述的信號輸入端，其負(fù)極端連接于第一 MOS管、第二 MOS管和第五MOS管的柵極； 第一 MOS管的漏極與第二 MOS管的漏極相連并接于第三MOS管和第四MOS管的柵極，第一MOS管的源極接于直流供電端，第二 MOS管的源極接于地端； 第三MOS管的漏極通過第二電阻連接于IGBT的門極和第五MOS管的源極，第四MOS管的漏極通過第三電阻連接于IGBT的門極和第五MOS管的源極，第三MOS管的源極接于直流供電端，第四MOS管的源極接于地端;第五MOS管的漏極通過第四電阻接地； 在IGBT的發(fā)射極與集電極之間跨接有第一穩(wěn)壓管與第一電容的串接電路； 第一 MOS管、第三MOS管和第五MOS管均為PMOS管，第二 MOS管和第四MOS管為NMOS管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小損耗的IGBT驅(qū)動電路，其特征在于:在第五MOS管的柵極與地端之間設(shè)有第二穩(wěn)壓管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小損耗的IGBT驅(qū)動電路，其特征在于:在第一MOS管的源極與地端之間設(shè)有濾波電容。
【文檔編號】H02M1/08GK205544905SQ201620115908
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】劉衛(wèi)光
【申請人】深圳市貴鴻達(dá)電子有限公司