[实用新型]一种三相逆变器并联IGBT驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电器领域，具体涉及电力电子装置中功率开关器件IGBT的驱动与保护技术。

背景技术

电力电子装置在工业中的应用场合越来越广泛，而作为典型的电力电子器件，IGBT因其能在较高的开关频率下仍然具有较高的电压等级而在各种电力电子变换器中得到了广泛的应用。而IGBT的驱动与保护电路的可靠性和成本，影响着电力电子变流器整机的性价比。此外，随着电力电子技术的迅猛发展，越来越多的电力电子电路与装置开始应用到水泵风机、新能源电站、轨道交通、柔性电力系统等大功率场合，这对IGBT的电流和电压等级提出了更高的要求。为降低IGBT模块的成本和驱动电路的复杂性，对于低电压大电流应用场合特别是低压大功率光伏并网逆变系统，通常是将功率等级较小的IGBT模块并连起来满足功率等级。为提高逆变器运行的安全性，对于大功率IGBT常常采用光耦隔离或变压器隔离的驱动与保护电路，而对于低压大电流的功率变换场合，对驱动电路的输出电流能力和过流保护电路设计提出了更高的要求。此外，由于IGBT是电压控制型功率器件，因此其开通和关断时分别需要在IGBT的栅极提供正电压和负电压。又因为每个IGBT都需要一套驱动与保护电路，这对于含有多个功率开关模块的三相逆变器并联IGBT系统来说，使得IGBT的驱动电源系统变得更为复杂，这对提高整机可靠性和增加产品市场竞争来是极为不利的。现有的IGBT驱动系统，一方面驱动电源太过复杂，使得控制电路体积变大成本增加，另一方面对于并联IGBT模块的驱动与保护电路往往是分开设计，同样增加了驱动与保护电路的复杂性，使得系统成本增加，降低了产品性价比。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三相逆变器并联IGBT驱动系统，以解决上述技术问题。

本实用新型可以采用以下技术方案来实现：

一种三相逆变器并联IGBT驱动系统，包括一IGBT驱动及保护电路、并联IGBT模块，其特征在于：还包括1路PWM控制电路，1路PWM控制电路连接1路推挽式MOSFET变换电路，推挽式MOSFET变换电路的输出端连接3路隔离变压器；

每路隔离变压器的输出端连接2路整流电路；

每路整流电路的输出端连接一IGBT驱动及保护电路，并为三相逆变桥中的6路IGBT驱动及保护电路提供驱动电源；

每路IGBT驱动及保护电路均连接一互补推挽功率放大电路，互补推挽功率放大电路为并联IGBT模块提供驱动电流。本实用新型实现了三相逆变器12个IGBT模块的驱动。

PWM控制电路由集成电压型PWM控制芯片和定时阻容电路构成。

推挽式MOSFET变换电路包括两个参数相同MOSFET管，两个参数相同MOSFET管漏极之间连接一RC滤波电路。

隔离变压器一次侧连接至两个参数相同MOSFET管的漏极以及集成电压型PWM控制芯片的电源端；二次侧连接至整流电路。

IGBT驱动及保护电路由带光耦隔离与故障保护功能的集成芯片、充电延时电容、过流或短路保护检测电阻、快恢复二极管、互补推挽功率放大电路及并联IGBT模块驱动电阻构成；带光耦隔离与故障保护功能的集成芯片的正电源端和负电源端均连接至每路整流电路输出端；每路整流电路正负电压公共端连接至带光耦隔离与故障保护功能的集成芯片U2的接地端。

并联IGBT模块驱动电阻分别连接并联IGBT模块的栅极；带光耦隔离与故障保护功能的集成芯片的接地端连接至并联IGBT模块的发射集；快恢复二极管的负极连接至并联IGBT模块的集电极。

有益效果：1.本实用新型采用1路PWM控制电路实现3路IGBT驱动电源，而且为达到足够的电源功率，允许采用推挽式带隔离变压器的直流开关变换器，这不仅能够增加驱动电源的输出功率和可靠性，而且有利于简化系统结构，降低驱动电源成本。2.本实用新型通过在单片集成光耦隔离驱动与保护芯片上连接互补推挽功率放大电路，使得驱动电路可以驱动并联IGBT模块，进一步降低驱动系统的成本和体积。

附图说明

图1为三相逆变器并联IGBT驱动系统的原理图。

图2为三相逆变器并联IGBT驱动系统的一种电路图。

具体实施方式

为了本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。