[实用新型]一种IGBT管驱动保护电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，具体涉及到一种IGBT管驱动保护电路。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型提供一种IGBT管驱动保护电路，具有过压、过流保护的功能，并可有效对集电极电流变化过大时进行保护。

本实用新型的IGBT管驱动保护电路，包括电源、开关电路、过流保护电路、降压保护电路和IGBT管；

电源为电路提供+15V电压输入，控制信号通过信号输入端A、开关电路和过流保护电路控制IGBT管导通或截止；

开关电路包括三极管Q1、Q2、Q4和电阻R4、R5，Q1和Q4为NPN三极管，Q2为PNP三极管，Q1和Q4集电极接电源，Q2集电极接地，Q1和Q2发射极相连，Q1和Q2基极相连并通过电阻R4连接Q4发射极，信号输入端A接入Q4基极，Q4发射极和基极之间连接电阻R5；

过流保护电路具有：二极管VD4和电阻R1、R2，VD4正极连接IGBT管栅极，负极通过R1连接Q1和Q2的发射极，R2并联在R1和VD4两端；

降压保护电路具有：

限压支路，连接在IGBT栅极和发射极之间；限压支路由稳压二极管VD3和NPN三极管Q3构成，VD3负极接IGBT栅极，正极接Q3集电极，Q3发射极接地；

充放电支路，用以充放电，控制限压支路导通或断开；其具有二极管VD6、电容C1、稳压二极管VD5和电阻R6、R7，R6和R7串联后，一端经由VD6连接在Q4发射极和R4之间，另一端接地，C1并联在R7两端，VD5正极接Q3基极，负极接R6和R7之间；

VD7，正极连接在R6和R7之间，负极接IGBT集电极。

还包括稳压电路，具有稳压二极管VD1、VD2和电阻R3，VD1和VD2反向串联，一端连接在Q1和Q2发射极之间，另一端接地，R3并联在VD1、VD2两端。

稳压二极管VD1、VD2的稳定电压为15V。

VD3的稳定电压为10V。

VD1、VD2为15V的稳压二极管，它们可以控制IGBT管的栅极点电压在15V，控制IGBT管导通，当A点输入的是低电平时，Q4截止，B点为低电平，从而驱动Q2导通，Ql截止，D点电平较低，这时Rl与R2认为是并联的，使得IGBT管呈截止状态。

IGBT管的短路电流的大小与栅极电压有关，在实际应用中，可以通过减少栅极电压来降低短路电流或延长承受短路电流的时间。在电磁振荡过程中，其振荡频率为30～40kHz，在一个周期中IGBT管开通的时间是15～25μs。当发生过流情况时，IGBT管的c、e极两端的电压会升高，使得VD7相当于断开，这时IGBT管导通，B点电压为15V，二极管VD6导通，然后通过R6、R7为电容器Cl充电。如果过流时间超过25μs，C点的电压使得稳压二极管VD5导通，导致Q3处于导通状态，因选用的稳压二极管VD3为10V的，这样由于VD3的钳位作用，可有效地降低IGBT管的栅极电压UGE。根据IGBT管的驱动特性，可以延长IGBT管的短路电流的承受时间，实现过流保护。

两个稳压二极管VD1、VD2可以有效地钳位D点的电压不超过15V。在D点与地线之间接上一个几十千欧的电阻R3，这样可以作为栅极驱动电压的过压保护。在IGBT管关断的时候，二极管VD4导通，此时栅极电阻RG则相当于是Rl与R2两个电阻并联的阻值，这样使得栅极电阻RG更小，可以有效地起到集电极电流变化过大的保护作用。

在电磁振荡电路中，IGBT管开启的时间很短，采取这种降低栅极电压的方法可以有效地保护器件，降低频繁开闭IGBT管对其使用寿命造成的影响。

附图说明

图1为本实用新型的IGBT管驱动保护电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1