[发明专利]变频器IGBT门极电压保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及变频器领域，更具体地说，涉及一种变频器IGBT门极电压保护电路。

背景技术

变频器是电力电子技术和微电子技术应用的相结合的工控产品，它通过改变输出电压和频率实现交流电机的调速，在工业和国民经济中扮演了节能和自动控制的角色。

变频器通过电力电子逆变元件IGBT实现功率控制。如图1所示，是现有IGBT驱动电路的示意图，其通过驱动芯片U2将控制信号PW-1放大并输入到IGBT的驱动门极，并通过电阻R6和电容C2实现对地钳位。上述IGBT驱动门极正常情况下为±15V，极限情况不得超过±20V，否则会损坏门极驱动，造成不可逆转的损坏。

然而在变频器运行过程中，在极限状况下（例如短路、过流等），IGBT可能会因过高的电流变化率（di/dt）（例如IGBT关断时），在门极产生过高电压尖峰，损坏IGBT的门极，造成不可逆转的损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述IGBT在过高电流变化率下门极可能因过高电压尖峰而损坏的问题，提供一种变频器IGBT门极电压保护电路。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种变频器IGBT门极电压保护电路，包括IGBT门极接线端子，该电路还包括正极连接到电源电压、负极连接到所述IGBT门极接线端子的第一二极管，所述电源电压介于IGBT门极的正常工作电压与极限电压之间。

在本发明所述的变频器IGBT门极电压保护电路中，所述电路还包括用于对地钳位的第三电阻和第一电容，其中第三电阻和第一电容并联连接且两端分别连接到IGBT门极接线端子和IGBT的发射极。

在本发明所述的变频器IGBT门极电压保护电路中，所述电路还包括驱动芯片，该驱动芯片的输入端连接控制信号输入，输出端经由限流电阻连接到IGBT门极接线端子。

在本发明所述的变频器IGBT门极电压保护电路中，所述电路还包括第二二极管和第一电阻，所述IGBT门极接线端子经由第二二极管和第一电阻连接到驱动芯片的输出端。

本发明的变频器IGBT门极电压保护电路，通过反抽二极管并利用稳定的电源电压来钳位IGBT门极电压，有效地对IGBT关断时可能产生的尖峰电压进行吸收，避免损坏IGBT。

附图说明

图1是现有IGBT驱动电路的示意图。

图2是本发明变频器IGBT门极电压保护电路实施例的电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，是本发明变频器IGBT门极电压保护电路实施例的电路示意图。本实施例中的IGBT门极电压保护电路包括IGBT门极接线端子GW以及第一二极管D1，其中第一二极管D1的正极连接到电源电压VCC、负极连接到IGBT门极接线端子。

上述电源电压VCC为恒定电压，其值介于IGBT门极的正常工作电压与极限电压之间（该值可在上述范围内根据不同的控制要求调整）。例如当IGBT的正常工作电压为±15V，极限情况下不能超过±20V，则电源电压VCC可采用+17V。

上述IGBT门极电压保护电路通过反抽二极管，巧妙地利用了稳定的电源电压来钳位IGBT门极电压，从而有效地对IGBT关掉时可能产生的尖峰电压进行吸收，保护IGBT的门极。

上述变频器IGBT门极电压保护电路还可包括第三电阻R3和第一电容C1，该第三电阻R3和第一电容C1并联连接且两端分别连接到IGBT门极接线端子GW和IGBT的发射极IW1之间，实现IGBT的对地钳位的。

上述变频器IGBT门极电压保护电路通过驱动芯片U1实现IGBT驱动，该驱动芯片U1的输入端连接控制信号输入PW-1，输出端经由限流电阻R2连接到IGBT门极接线端子GW。该驱动芯片U1将输入的驱动信号放大后输出。

上述驱动芯片U1可由电源电源VCC（或通过连接到电源电压VCC的直流变压电路）供电。

当然，在实际应用中，上述驱动芯片U1及限流电阻R2也可由任何现有的IGBT驱动电路代替。

此外，上述电路中还可包括第二二极管D3和第一电阻R1，IGBT门极接线端子GW经由上述第二二极管D3和第一电阻R1连接到驱动芯片U1的输出端。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。