[实用新型]基于独立电源的低干扰IGBT驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力驱动领域，尤其涉及IGBT驱动领域，具体是指一种基于独立电源的低干扰IGBT驱动装置。

背景技术

随着经济的发展，汽车保有量的增加，汽车尾气排放对城市空气的污染程度逐渐加剧。为了降低传统汽车尾气排放对环境的危害，全球各大经济体都在致力于新能源汽车的研发和推广。近年来，电力电子技术和电池技术的发展，为电动汽车和混合动力汽车的发展提供了有力的支持。使新能源汽车广泛应用成为可能。

作为新能源汽车动力装置的重要组成部分，逆变器设计的好坏决定了新能源汽车电动部分的性能。尤其在大功率的纯电动汽车设计中，逆变器需要驱动大功率三相桥绝缘栅双极型晶体管IGBT模块，对驱动板电源的设计提出了更高的要求。除了电气性能符合指标外，还要满足安全性、可靠性和稳定性的要求。

为了避免IGBT过热损坏，控制器在工作过程中需要监控IGBT温度。逆变器的控制算法中需要监控直流母线的电压值。为了提高装置的安全性，母线电压检测和IGBT温度检测都需要隔离。

现有技术采用单个反激电源和稳压管分压的方式给IGBT驱动供电，用模拟信号采集和传递IGBT温度和母线电压值，有如下缺点：

1、一致性差。由于稳压管的容差会导致三相桥臂的各个驱动电源之间有差异，各个IGBT开关特性不一致。

2、温漂。因为稳压管的稳压值受温度的影响会变化，增加了控制变量，降低了装置的可靠性和稳定性。

3、变压器设计困难。单个变压器方案，绕组多，干扰大，体积大，重量大，磁芯窗口利用率低，绝缘处理难度较大。很难通过汽车级认证。

4、隔离强度不够。一般设计中，使用低压信号跟IGBT模块上的热敏电阻分压的形式采样IGBT模块内部温度。因为依靠IGBT模块上的热敏电阻自身的隔离，很难保证IGBT炸管时，IGBT芯片上的绑定线不会将高压引入到低压部分，导致控制部分损坏。

5、干扰大。采用模拟信号传递采样值，容易受到干扰，影响软件算法控制的精度。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现由一致的电压对三相IGBT进行驱动、具有更宽电压输入范围、高低压良好隔离、结构简单、安全可靠的基于独立电源的低干扰IGBT驱动装置。

为了实现上述目的，本实用新型的具有如下构成：

该基于独立电源的低干扰IGBT驱动装置，其主要特点是，所述的装置包括数个半桥电源模块和与该半桥电源模块数量相对应的IGBT驱动模块，所述的半桥电源模块与供电电源相连接，各个所述的半桥电源模块分别通过各自对应的IGBT驱动模块与IGBT驱动模块相应的待驱动的绝缘栅双极型晶体管IGBT相连接。

较佳地，所述的半桥电源模块包括一个半桥驱动单元、一个变压器和一个IGBT隔离驱动单元，所述的半桥驱动单元连接于所述的供电电源与变压器之间，所述的IGBT隔离驱动单元连接于所述的变压器与IGBT驱动模块之间。

更佳地，所述的变压器包括一个原边绕组和一个中间抽头的副边绕组，所述的原边绕组与所述的半桥驱动单元相连接，所述的副边绕组与所述的IGBT隔离驱动单元相连接。

较佳地，所述的IGBT驱动模块包括一个IGBT驱动单元、一个Vce检测电路、一个有源箝位电路和一个推挽输出电路，所述的IGBT驱动单元与所述的半桥电源模块相连接，所述的Vce检测电路和推挽输出电路均分别连接于所述的IGBT驱动单元与有源箝位电路之间，所述的有源箝位电路与待驱动的IGBT相连接。

更佳地，所述的IGBT驱动单元为1ED020I12-FA2驱动芯片。

较佳地，所述的装置还包括一个DC-DC转换电路，所述的DC-DC转换电路连接于所述的供电电源与半桥电源模块之间。

更佳地，所述的DC-DC转换电路包括一个SEPIC斩波电路、一个防反接和滤波电路，所述的防反接和滤波电路连接于所述的供电电源与SEPIC斩波电路之间，所述的SEPIC斩波电路与所述的半桥电源模块相连接。

较佳地，所述的装置还包括一个IGBT温度检测电路，所述的IGBT温度检测电路与待驱动的IGBT相连接。

较佳地，所述的IGBT温度检测电路包括数个与待驱动的IGBT相连接的温度检测单元、一个SPI通信AD转换芯片和一个光耦隔离单元，所述的SPI通信AD转换芯片连接于所述的温度检测模块与光耦隔离单元之间。

较佳地，所述的装置还包括一个母线电压检测电路，所述的母线电压检测电路连接于待驱动IGBT与一个单片机之间。