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一种IGBT驱动电路

阅读：153发布：2024-02-27

专利汇可以提供一种IGBT驱动电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开一种IGBT驱动电路，包括IGBT模块和驱动电路模块，所述的驱动电路模块驱动IGBT模块，所述的驱动电路模块包括驱动芯片U1和驱动芯片U1的外围电路，所述的驱动芯片为光耦合器，所述的光耦合器的型号为HCPL‑316J。所述的驱动电路还包括控制器和显示屏，所述的控制器发送PWM 信号至驱动芯片并接收驱动芯片的故障状态反馈信号；所述的控制器与显示屏连接。本实用新型的优点为结构简单，驱动电路可靠性好，并且能够反馈故障状态信息；驱动芯片具有的过流保护具有自锁功能，并可设定保护盲区，能有效防止IGBT在工作中瞬时过流而使保护误动作。并且能够对整个驱动电路的工作状态中温度数据进行测量，做到实时监控。，下面是一种IGBT驱动电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种IGBT驱动电路，包括IGBT模块(3)和IGBT驱动模块(2)，所述的IGBT驱动模块(2)驱动IGBT模块(3)，其特征在于：所述的IGBT驱动模块(2)包括驱动芯片U1和驱动芯片U1的外围电路，所述的驱动芯片为光耦合器，所述的光耦合器的型号为HCPL-316J；所述的驱动芯片的外围电路连接为：驱动芯片U1的Vin+脚通过电阻R1电性接地；驱动芯片U1的VCC1脚通过电容C1与GND1脚连接，VCC1脚与电源VCC连接，GND1电性接地；电源VCC通过电阻R2与FAULT脚连接，Vled1-电性接地，电容C2的一端接在电阻R2和FAULT之间，另一端与Vled1-连接；驱动芯片U1的VE脚电性接地，驱动芯片U1的DESAT引脚与电容R3连接，电容C3的一端与VE脚连接，另一端与DESAT脚连接；电源+15V6分别与驱动芯片U1的VCC2脚和VC脚连接；驱动芯片的Vout脚与电阻R4连接；驱动芯片的引脚9和引脚10连接，其输入为电源-9V6；电容C4一端与引脚VE连接，另一端通过电容C6与电源-9V6连接；电阻R5一端与电源-9V6连接，另一端与电阻R4连接，电容C5一端连接在引脚VE和地之间，另一端接在电源-9V6之间。
2.如权利要求1所述的一种IGBT驱动电路，其特征在于：所述的驱动电路还包括控制器(1)和显示屏(6)，所述的控制器(1)发送PWM 信号至驱动芯片并接收驱动芯片的故障状态反馈信号；所述的控制器(1)与显示屏(6)连接。
3.如权利要求2所述的一种IGBT驱动电路，其特征在于：所述的驱动电路还包括温度传感器(4)，所述的温度传感器(4)用于检测IGBT模块的温度数据，并将数据传递至控制器(1)。
4.如权利要求2或3所述的一种IGBT驱动电路，其特征在于：所述的控制器(1)通过光纤与服务器(5)连接。

说明书全文

一种IGBT驱动电路

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种驱动电路，尤其涉及一种应用于无功补偿装置中IGBT的驱动电路。

背景技术

[0002] 在现代电力电子电路中，IGBT以其驱动方便、高耐压、低导通电阻、高工作频率而得到广泛应用.IGBT的应用依靠实际的驱动电路条件和开关环境，性能优良的驱动和保护电路是保证IGBT高效、可靠运行的必要条件.目前常用的模块，虽基本能满足IGBT驱动和保护要求，但其存在的缺点也是不容忽视的.主要表现在过电流保护无自锁功能，负偏压不足，过流保护仅对IGBT软关断，不能进行降栅压保护，且工作频率和控制精度受到一定限制，并且两者的应用电路复杂，可靠性不高等。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是提供一种IGBT电路，更加高效可靠的驱动IGBT并能够反馈故障信息。

[0004] 为了达到上述目的，本实用新型主要采用一种驱动芯片及其外围电路涉及完成上述目的，具体技术方案如下：

[0005] 本实用新型包括IGBT模块和IGBT驱动模块，所述的IGBT驱动模块驱动IGBT模块，所述的IGBT驱动模块包括驱动芯片U1和驱动芯片U1的外围电路，所述的驱动芯片为光耦合器，所述的光耦合器的型号为HCPL-316J。

[0006] 所述的驱动芯片的外围电路连接为：驱动芯片U1的Vin+脚通过电阻R1电性接地；驱动芯片U1的VCC1脚通过电容C1与GND1脚连接，VCC1脚与电源VCC连接，GND1电性接地；电源VCC通过电阻R2与FAULT脚连接，Vled1-电性接地，电容C2的一端接在电阻R2和FAULT之间，另一端与Vled1-连接；驱动芯片U1的VE脚电性接地，驱动芯片U1的DESAT引脚与电容R3连接，电容C3的一端与VE脚连接，另一端与DESAT脚连接；电源+15V6分别与驱动芯片U1的VCC2脚和VC脚连接；驱动芯片的Vout脚与电阻R4连接；驱动芯片的引脚9和引脚10连接，其输入为电源-9V6；电容C4一端与引脚VE连接，另一端通过电容C6与电源-9V6连接；电阻R5一端与电源-9V6连接，另一端与电阻R4连接，电容C5一端连接在引脚VE和地之间，另一端接在电源-9V6之间。

[0007] 所述的驱动电路还包括控制器和显示屏，所述的控制器发送PWM 信号至驱动芯片并接收驱动芯片的故障状态反馈信号；所述的控制器与显示屏连接。

[0008] 所述的驱动电路还包括温度传感器，所述的温度传感器用于检测IGBT模块的温度数据，并将数据传递至控制器。

[0009] 所述的控制器通过光纤与服务器连接。

[0010] 本实用新型的优点为结构简单，驱动电路可靠性好，并且能够反馈故障状态信息；驱动芯片具有的过流保护具有自锁功能，并可设定保护盲区，能有效防止IGBT在工作中瞬时过流而使保护误动作。并且能够对整个驱动电路的工作状态中温度数据进行测量，做到实时监控。
附图说明

[0011] 图1为本实用新型的结构框图。

[0012] 图2为驱动芯片的外围电路图。

[0013] 图3为驱动芯片的内部原理图。

[0014] 图中的附图标记分别为：1.控制器；2.IGBT驱动模块；3.IGBT模块；4.温度传感器；5.服务器；6.显示屏。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

[0016] 如图1所示，本实用新型包括IGBT模块3和IGBT驱动模块2，IGBT驱动模块2驱动IGBT模块3，IGBT驱动模块2包括驱动芯片U1和驱动芯片U1的外围电路，驱动芯片为光耦合器，光耦合器的型号为HCPL-316J。采用驱动芯片为HCPL-316J来驱动IGBT电路，完成IGBT的驱动，由于驱动芯片的优异性能以及自保护能力，使得驱动电路更加可靠。

[0017] 驱动电路还包括控制器1和显示屏6，控制器1发送PWM信号至驱动芯片并接收驱动芯片的故障状态反馈信号；控制器1与显示屏6连接。控制器1发送PWM 控制信号至驱动芯片，驱动芯片根据控制信号驱动IGBT模块3，由于驱动芯片内部具有故障检测和反馈的功能，故控制器1能够接收来自驱动芯片的反馈数据，并通过显示屏6进行显示。

[0018] 驱动电路还包括温度传感器4，温度传感器4用于检测IGBT模块3的温度数据，并将数据传递至控制器1。虽然驱动芯片具有非常优异的驱动性能，但是不能够反馈IGBT模块3的工作温度，故设置温度传感器4，对IGBT模块3正常工作的温度进行实时监控，确保IGBT模块3工作在正常的工作状态，防止过热对IGBT模块3的损坏。

[0019] 驱动芯片的反馈信息以及检测到的温度数据信息传递至控制器1，由控制器1传递至服务器5中，进行远程监控，其传递方式为通过光纤与服务器5连接。达到对整个IGBT模块驱动电路工作的实时监控。

[0020] 如图2所示为驱动芯片的外围电路，驱动芯片U1的Vin+脚通过电阻R1电性接地；驱动芯片U1的VCC1脚通过电容C1与GND1脚连接，VCC1脚与电源VCC连接，GND1电性接地；电源VCC通过电阻R2与FAULT脚连接，Vled1-电性接地，电容C2的一端接在电阻R2和FAULT之间，另一端与Vled1-连接；驱动芯片U1的VE脚电性接地，驱动芯片U1的DESAT引脚与电容R3连接，电容C3的一端与VE脚连接，另一端与DESAT脚连接；电源+15V6分别与驱动芯片U1的VCC2脚和VC脚连接；驱动芯片的Vout脚与电阻R4连接；驱动芯片的引脚9和引脚10连接，其输入为电源-9V6；电容C4一端与引脚VE连接，另一端通过电容C6与电源-9V6连接；电阻R5一端与电源-9V6连接，另一端与电阻R4连接，电容C5一端连接在引脚VE和地之间，另一端接在电源-9V6之间。

[0021] 通过芯片及其外围电路的配合完成驱动电路的工作状态并通过对其温度的实时监测完成对工作温度的检测，确保IGBT可靠的工作。

[0022] 如图3为光耦合器内部电路原理图，对于光耦合器HCPL-316J，其内部集成集电极-发射极电压(UCE)欠饱和检测电路及故障状态反馈电路，具备过流软关断、高速光耦隔离、欠压锁定、故障信号输出的功能，兼容CMOS/TTL电平，采用三重复合达林顿管集电极开路输出，可驱动150A/1 200V的IGBT，最大开关时间500ns，“软”IGBT关断，工作电压范围15～30V。

[0023] 驱动芯片的工作原理为：光耦合器HCPL-316J内置IGBT检测及保护功能，使驱动电路设计起来更加方便、安全可靠.当+15V6低于13V时，HCPL-316J中UVLO保护和DESAT保护同时激活，使输出一直保持在低电位，封锁IGBT，以免在过低的栅-射电压下IGBT导通烧毁.[0024] 当+15V6超过13V时，退出保护.当IGBT在导通时发生过流，由于IGBT的固有特性，UCE急剧升高，快恢复二极管V4检测UCE的值，如果超过设定的UCE保护电压，则DESAT端输入电压大于7V，退饱和保护电路开始工作，HCPL-316J锁定低电平输出，关断IGBT，同时FAULT端输出低电平，通过集电极开路三极管外接上拉电阻输出报错信号。

[0025] 上面结合附图对本发明新型进行了示例性描述，显然本发明新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

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