IGBT驱动电路的制作方法

igbt驱动电路
技术领域
1.本实用新型涉及igbt驱动技术领域，尤其涉及一种igbt驱动电路。


背景技术：

2.igbt(insulated gate bipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)是当前变流器的核心功率器件。对于igbt的驱动电路，涉及控制与驱动信号之间的隔离以及驱动电源的隔离，驱动信号的隔离主要采用光耦器(也有磁耦合和电容耦合类型)，驱动电源的隔离主要采用隔离变压器。
3.隔离器件(光耦器、变压器)的原、副边之间的安规距离(包括电气间隙和爬电距离)和耐压要求与igbt所应用的变流器电压等级密切相关。对于1700v及以下电压等级的常规隔离器件可选型丰富，成本低廉。随电压等级越高，要求隔离器件的原、副边之间的安规距离也越大，耐压等级也越高，随之而来的问题是可选用的隔离光耦器件厂家和型号也越少，价格也急剧增加，当电压等级高到一定程度之后，甚至无型号可选，只能改用其他的隔离方式。驱动电源的变压器通常也采用灌封的方式来增加爬电和耐压，使得变压器的加工工艺变得复杂，成本也明显增加。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提出一种igbt驱动电路，旨在解决常规隔离器件无法满足高压igbt要求的安规距离和耐压要求的问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型实施例提出一种igbt驱动电路，所述igbt驱动电路包括控制单元、n级隔离器件、n级驱动电源以及igbt，其中，n≥2；所述控制单元与第一级隔离器件的原边连接；
6.从第一级隔离器件开始，前一级隔离器件的副边与后一级隔离器件的原边连接，最后一级隔离器件的副边与所述igbt连接；从第一级驱动电源开始，前一级驱动电源的输出端分别与本级的隔离器件的副边、后一级隔离器件的原边以及后一级驱动电源的输入端连接，最后一级驱动电源的输出端与最后一级隔离器件的副边连接。
7.其进一步的技术方案为，所述igbt驱动电路还包括信号放大单元，最后一级隔离器件通过所述信号放大单元与所述igbt连接。
8.其进一步的技术方案为，最后一级驱动电源的输出端与所述信号放大单元连接。
9.其进一步的技术方案为，所述igbt驱动电路还包括驱动电阻，所述信号放大单元通过所述驱动电阻与所述igbt的门极连接。
10.其进一步的技术方案为，所述igbt驱动电路还包括下拉电阻，所述igbt的门极通过所述下拉电阻接地。
11.其进一步的技术方案为，所述igbt驱动电路还包括tvs管，所述igbt的门极通过所述tvs管接地。
12.其进一步的技术方案为，所述隔离器件为光耦器件、容耦器件以及磁耦器件中的
一种。
13.其进一步的技术方案为，所述驱动电源为隔离型dc
‑
dc电源，所述隔离型dc
‑
dc电源的拓扑为正激、反激、推挽、半桥以及全桥中的一种。
14.其进一步的技术方案为，所述igbt驱动电路还包括供电单元，第一级隔离器件的原边以及第一级驱动电源的输入端与所述供电单元连接。
15.其进一步的技术方案为，所述控制单元为mcu以及dsp中的一种，所述信号放大单元为信号放大器。
16.与现有技术相比，本实用新型实施例所能达到的技术效果包括：
17.本实施例提出的igbt驱动电路，通过设置n级隔离器件以及n级驱动电源，能够极大地提高耐压性，适用于高电压等级的igbt驱动，解决单级隔离难以满足安规距离和耐压要求的问题。通过增加隔离器件以及驱动电源的数量来提高耐压性，隔离器件以及驱动电源采用常规器件即可，选型方便，成本相对较低。同时，隔离器件以及驱动电源的数量可根据实际需求灵活调整，配置方式灵活。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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。
19.图1为本实用新型实施例提出的一种igbt驱动电路的结构示意框图；
20.图2为本实用新型另一实施例提出的一种igbt驱动电路的电路示意图。
21.附图标记
22.控制单元10、供电单元20、隔离器件30、驱动电源40、igbt50以及信号放大单元60。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
25.还应当理解，在此本实用新型实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型实施例。如在本实用新型实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
26.参见图1，本实用新型实施例提出一种igbt驱动电路。该igbt驱动电路包括控制单元10、n级隔离器件30以及n级驱动电源40，其中，n≥2。n级隔离器件30之间以及n级驱动电
源40之间均为级联关系。具体地，以上各器件之间的连接关系具体如下：
27.控制单元10与第一级隔离器件30的原边连接。控制单元10用于发出控制信号。控制信号用于驱动igbt50导通或关断。
28.从第一级隔离器件30开始，前一级隔离器件30的副边与后一级隔离器件30的原边连接，最后一级隔离器件30的副边与igbt50连接。由此，控制单元10发出的控制信号经过各级隔离器件30的隔离后发送给igbt50，从而起到保护控制单元10的作用。
29.从第一级驱动电源40开始，前一级驱动电源40的输出端分别与本级的隔离器件30的副边、后一级隔离器件30的原边以及后一级驱动电源40的输入端连接，最后一级驱动电源40的输出端与最后一级隔离器件30的副边连接。驱动电源40起到供电以及隔离作用，具体地，每一级驱动电源40均需给本级的隔离器件30的副边供电。若驱动电源40不是最后一级驱动电源40，则还需给后一级隔离器件30的原边以及后一级驱动电源40的输入端供电。
30.本实施例提出的igbt驱动电路，通过设置n级隔离器件30以及n级驱动电源40，能够极大地提高耐压性，适用于高电压等级的igbt驱动，解决单级隔离难以满足安规距离和耐压要求的问题。通过增加隔离器件30以及驱动电源40的数量来提高耐压性，隔离器件30以及驱动电源40采用常规器件即可，选型方便，成本相对较低。同时，隔离器件30以及驱动电源40的数量可根据实际需求灵活调整，配置方式灵活。
31.参见图2，在本实用新型另一实施例中，所述igbt驱动电路还包括信号放大单元60，最后一级隔离器件30通过所述信号放大单元60与所述igbt50连接。信号放大单元60起到信号放大作用，即，将最后一级隔离器件30发出的驱动信号放大。
32.进一步地，最后一级驱动电源40的输出端与所述信号放大单元60连接，以给所述信号放大单元60供电。
33.需要说明的是，信号放大单元60可具体为信号放大器，例如，本实施例中，所述信号放大单元60是包括两个三极管的信号放大器。或者，信号放大单元60可为其他信号放大电路/芯片，对此本实用新型不具体限定。
34.进一步地，所述igbt驱动电路还包括驱动电阻r1，所述信号放大单元60通过所述驱动电阻r1与所述igbt50的门极连接。驱动电阻r1起到驱动igbt50导通以及关断的作用。
35.进一步地，所述igbt驱动电路还包括下拉电阻r2，所述igbt50的门极通过所述下拉电阻r2接地。下拉电阻r2能够将igbt50的门极电压箝位在低电平，确保其能够可靠关断。
36.进一步地，所述igbt驱动电路还包括tvs管t，所述igbt50的门极通过所述tvs管t接地。tvs管t起到过流保护作用。
37.进一步地，在本实施例中，所述隔离器件30为光耦器件、即光电耦合器。或者，在其它的一些实施例中，所述隔离器件30还可以选用容耦器件或者磁耦器件，对此本实用新型不具体限定。
38.进一步地，所述驱动电源40为隔离型dc
‑
dc电源。隔离型dc
‑
dc电源的输入端以及输出端之间是隔离的，能够提高耐压性，从而满足高压igbt50对安规距离和耐压的要求。
39.进一步地，所述隔离型dc
‑
dc电源的拓扑为正激、反激、推挽、半桥以及全桥中的任意一种，或者隔离型dc
‑
dc电源还可以采用其他形式的拓扑，对此，本实用新型不具体限定。同时，各级驱动电源40的拓扑可以相同也可以不相同，对此，本实用新型不具体限定。
40.进一步地，所述控制单元10为mcu以及dsp中的一种，或者在其他的实施例中，控制
单元10为其它控制芯片，对此，本实用新型不具体限定。
41.进一步地，所述igbt驱动电路还包括供电单元20。第一级隔离器件30的原边以及第一级驱动电源40的输入端与供电单元20连接。供电单元20用于为第一级隔离器件30的原边以及第一级驱动电源40供电。
42.供电单元20为能够提供电压输出的电压源，例如，辅助电源等。对此，本实用新型不具体限定。
43.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
44.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，尚且本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
45.以上所述，为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。