[实用新型]门极吸收抑制电路模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及IGBT抗干扰和过压保护技术，具体为一种门极吸收抑制电路模块。

背景技术

 近年来，IGBT功率器件在电力变换电路中应用越来越广泛，IGBT工作在高电压和大电流状态下，周围电磁环境很复杂，来自IGBT驱动板的驱动信号在传输到IGBT的过程中，可能会受到电磁干扰，造成IGBT误导通或开关状态失控，进而造成电路故障或器件损坏；另外，IGBT在关断过程中，在C、E端子间会产生瞬间的电压上冲，这种瞬间的高反向电压有时高达几百到上千伏，对IGBT的安全工作造成极大威胁。现有技术中大部分低电压等级（3300V）的IGBT在应用时多是将门极吸收抑制电路设置在驱动电路板上。这种技术存在明显的缺点：1、抗电磁干扰能力较差，当驱动输出到IGBT的线路较长时，信号易受干扰，IGBT会误导通或开关失控；2、无过压抑制保护功能，IGBT可能因此损坏。

发明内容

本实用新型为解决目前IGBT功率器件所采用的保护电路抗电磁干扰能力差、无过压抑制保护功能使得IGBT容易误导通甚至损坏的技术问题，提供一种门极吸收抑制电路模块。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种门极吸收抑制电路模块，包括上管IGBT门极吸收抑制电路和下管IGBT门极吸收抑制电路；所述上管IGBT门极吸收抑制电路包括过压抑制电路和滤波吸收稳压电路；所述过压抑制电路包括单向过压抑制二极管D1、D2、D3、快速二极管D4及电阻R3，所述D3的阴极与D2的阳极相连接，D2的阴极与D1的阳极相连接；D1的阴极与上管IGBT的集电极相连接；D4的阳极与D3的阳极相连接；R3与D4的阴极相连接；R3的另一端与上管IGBT的门极相连接；所述滤波吸收稳压电路包括电容C1、C2、C3、C4、双向稳压二极管D7、D8以及电阻R1、R2；所述D7、R1、C1、C2分别连接在上管IGBT的门极和发射极之间，D8的一端与上管IGBT的门极相连接，D8的另一端通过R2与上管IGBT的发射极相连接；所述C3、C4的一端均与D8的另一端相连接；C3、C4的另一端均与上管IGBT的发射极相连接；所述下管IGBT门极吸收抑制电路包括过压抑制电路和滤波吸收稳压电路；所述过压抑制电路包括单向过压抑制二极管D11、D12、D13、快速二极管D14及电阻R13，所述D13的阴极与D12的阳极相连接，D12的阴极与D11的阳极相连接；D11的阴极与上管IGBT的发射极相连接；D14的阳极与D13的阳极相连接；R13与D14的阴极相连接；R13的另一端与下管IGBT的门极相连接；所述滤波吸收稳压电路包括电容C11、C12、C13、C14、双向稳压二极管D17、D18以及电阻R11、R12；所述D17、R11、C11、C12分别连接在下管IGBT的门极和发射极之间，D18的一端与下管IGBT的门极相连接，D18的另一端通过R12与下管IGBT的发射极相连接；所述C13、C14的一端均与D18的另一端相连接；C13、C14的另一端均与下管IGBT的发射极相连接。

上管IGBT和下管IGBT的门极吸收抑制电路原理相同，下管电路的集电极（C1）和上管电路的发射极（E）端子连接在一起。

过压抑制电路包括单向过压抑制二极管D1～D3(D11～D13)、快速二极管D4(D14)及电阻R3(R13)，过压抑制二极管起稳压作用，D14为单向导通。在IGBT反向关断过程中，集电极C上的高电压瞬时尖峰超过D1～D3(D11～D13)击穿电压时，过压抑制二极管上的电压将被箝位稳定在额定电压上，此时，将有电流从集电极C经过过压抑制电路流向门极G，减慢IGBT关断速度，从而有效抑制反向过压的进一步上升，电阻R3(R13)起限流作用。

滤波吸收稳压电路包括电容C1～C4（C11～C14）、双向稳压二极管D7～D8（D17～D18）及电阻R1-R2（R11-R12），此电路有两部分功能，描述如下：

一方面，为防止栅极驱动电路出现高压尖峰，由D7(D17)、D8(D18)、R2（R12）、C3～C4（C13～C14）实现IGBT的G、E端子间驱动脉冲的箝位稳压，其稳压值一般与驱动电压值相近，保证将驱动电压箝位在20V以下。

另一方面，当IGBT关断时，IGBT的栅射电压很容易受IGBT和电路寄生参数的干扰，使栅射电压波动引起器件误导通，为防止这种现象发生，设计了由电阻R1(R11)、C1～C2（C11～C12）组成的阻容电路，不但能够吸收干扰，还可以通过调整C1～C2（C11～C12）电容值，改善IGBT开通和关断时的性能表现。