[发明专利]一种IGBT驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电子电路技术，具体涉及一种用于IGBT的栅极驱动电路。

背景技术

随着电力电子技术的迅猛发展，IGBT因其容易被驱动，电流能力强，耐压高，速度快以及其低的饱和压降等特点被广泛用于各种电力电子系统中。如变频电源，焊机，开关电源等。

IGBT虽然有着优越的性能，但仍需要外接电路对其进行驱动和保护。由于驱动IGBT所需的功率较大，因此，普通的驱动电路无法完成对它的驱动。所以需要设计出专门驱动IGBT模块的电路。由于IGBT的驱动电路性能以及其可靠性的好坏直接影响到电路系统的性能与可靠性。因此，设计出高性能，安全可靠的IGBT驱动电路显得十分重要。

一般来说，IGBT的驱动方式主要分为两种，一种是直接驱动，另一种是隔离驱动。由于IGBT通常是工作在高电压，大电流的场合。而驱动IGBT主要是通过PWM（脉冲宽度调制）方式来实现。而PWM的产生系统属于弱信号系统，为了安全以及减低高压部分回路对弱信号电路的干扰，两者之间需要进行电气上的隔离。因此，隔离驱动体现出了更高的可靠性。

目前普遍的IGBT过流保护网络通常通过设计电阻与电容的充电延迟，从而实现IGBT软关断。这样就需要电路精确设计电容与电阻的值从而得到适当的关断时间，使得电路结构较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对目前IGBT驱动电路结构复杂的问题，提出一种结构简单、性能可靠的一种IGBT驱动电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：如图1所示，一种IGBT驱动电路，包括光耦合器1、开关电路2和驱动保护电路3，所述光耦合器1分别与开关电路2和驱动保护电路3连接，所述开关电路2和驱动保护电路3连接；所述开关电路2包括电阻R21、R23，NMOS管MN22；所述驱动保护电路3包括PMOS管MP301，NMOS管MN302，三极管NPN32，电阻R31、R34、R36、R38、R303、R306，二极管D35、D37、D304，电容C33、C39、C305；其中，

R21的一端、R31的一端、R34的一端、R38的一端、R306的一端、D37的正极、MP301的源极和衬底均接电源VDD；

R21的另一端分别与MN32的栅极、NPN32的集电极连接，MN32的源极和衬底与光耦合器1后级的集电极连接，MN32的漏极与R23的一端连接，R23的另一端分别与R31的另一端、MP301的栅极、MN302的栅极C33的一端连接；

R34的另一端与D35的负极和R36的一端连接，D35的正极与NPN32的基集连接，R36的另一端与R38的另一端和C39的一端连接；

MP301的漏极和MN302的漏极连接后通过R303与IGBT的栅极连接，IGBT的集电极与D37的负极连接，IGBT的发射极与R306的另一端、C305的一端、D304的负极、光耦合器1后级的阴极连接；

光耦合器1的后级的发射极、C33的另一端、NPN32的发射极、C39的另一端、MN302的源极和衬底、D304的正极、C305的另一端均接地GND。

具体的，驱动保护电路3还包括NMOS管MN40，MN40的漏极接电源VDD、栅极与MP301的漏极和MN302的漏极连接、源极和衬底与R31的另一端和MP301的栅极和MN302的栅极连接。

本发明的有益效果为，有效降低了电路的复杂度，并提高了电路的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为实施例1的IGBT驱动电路的原理图；

图2为实施例2的IGBT驱动电路的原理图；

图3为实施例1的IGBT驱动电路的仿真示意图；

图4为实施例2的IGBT驱动电路的仿真示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：

本发明的IGBT驱动电路，主要为通过反相器对IGBT的栅极进行驱动，通过利用IGBT短路时饱和电压上升的特点来控制光耦合器与驱动电路的通断，从而实现对IGBT过流保护。通过光耦合器实现了IGBT与前级弱信号系统的电气隔离。通过开关MOS管控制光耦合器与驱动电路的通断从而实现对IGBT的过流保护，由于电路中控制IGBT的网络上不存在电子元器件，因此其可靠性大大增强。

实施例1：