[发明专利]一种T型三电平IGBT互补死区驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及光伏三电平逆变器技术领域，具体涉及一种T型三电平IGBT互补死区驱动电路。

背景技术

目前，国家能源局等三部委推出光伏“领跑者”计划，旨在促进先进技术产品应用和产业升级，光伏“领跑者”计划要求，光伏逆变器最高转换效率不低于99％、中国效率不低于98.2％；三电平技术相较于两电平，输出电压更接近正弦波，谐波含量更少，电抗体积更小，采用三电平技术是提升整机效率的有效措施。其中，T型三电平模块包括四个开关管(T1、T2、T3、T4)，需要四路驱动信号，T1管与T3管、T2管与T4管为互补关系，且必须增加死区时间；三相逆变器需要12路驱动信号，这对DSP芯片的资源提出了更高的要求，势必会增加制造成本。

专利CN 201422095Y提出了一种任意增加死区时间的PWM互补输出单元电路，该方案采用DSP提供的死区信号和触发器来控制死区时间，需额外占用DSP资源，同时，在DSP未输出PWM信号时，该方案电路的输出信号中必有一个为高电平，导致半桥中的一个开关管导通，违背了DSP未发波时IGBT必须全部关断的原则。

发明内容

本发明的目的在于针对光伏T型三电平逆变器，提供一种安全可靠的带有互补死区功能的IGBT驱动电路。

本发明是通过以下的技术方案来完成的：一种T型三电平IGBT互补死区驱动电路，包括互补死区电路模块、故障封波电路模块、光耦互锁电路模块；

所述互补死区电路模块包括RC延时电路、与非门逻辑电路构成；所述与非门逻辑电路包括第一与门芯片，第一非门芯片；

所述第一与门芯片的1脚和DSP发出的PWM_1A驱动信号连接，PWM_1A驱动信号经过RC延时电路与第一与门芯片的2脚连接；第一与门芯片的3脚和13脚相连接；第一与门芯片的12脚与故障封波电路模块连接；第一与门芯片的11脚输出，与光耦互锁电路模块连接；

所述第一非门芯片的1脚和DSP发出的PWM_1A驱动信号连接；第一非门芯片的2脚一方面和第一与门芯片的4脚连接，另一方面，经过RC延时电路和第一与门芯片的5脚连接；第一与门芯片的6脚与10脚相连接；第一与门芯片的9脚和故障封波电路模块连接；第一与门芯片的8脚输出，与光耦互锁电路模块连接。

进一步的，上面所述的PWM_1A驱动信号由数字信号处理器DSP提供。

进一步的，所述RC延时电路包括第一电阻、第一电容和第一二极管，所述第一电阻和第一电容串联，第一二极管和第一电阻并联，第一二极管的阳极与第一电容的一端连接，第一电容的另一端接地。

进一步的，所述故障封波电路模块包括第二与门芯片、第二电阻，所述第二与门芯片的1脚接收由数字信号处理器发出的使能信号，第二与门芯片的2脚接收故障信号，第二与门芯片的3脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端接地。

进一步的，所述光耦互锁电路模块包括第一光耦芯片、第二光耦芯片、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容和第三电容，所述第一与门芯片的11脚经过第三电阻和第一光耦芯片的阴极相连接，并和第二光耦芯片的阳极相连接，第二光耦芯片的5脚与8脚之间连接第三电容，第二光耦芯片的6脚和7脚相连后与第六电阻相连；所述第一与门芯片的8脚经过第四电阻和第一光耦芯片的阳极相连接，并和第二光耦芯片的阴极相连接，第一光耦芯片的5脚与8脚之间连接第二电容，第一光耦芯片的6脚和7脚相连后与第五电阻相连。

本发明与现有技术比较，其有益效果是：

1、本发明通过互补死区电路模块，将DSP芯片输出的一路驱动信号，转变成一对互补且带有死区时间的驱动信号，死区时间由第一电阻和第一电容决定，一方面节省了DSP资源，另一方面，从硬件电路上，防止了T1管与T3管、T2管与T4管同时导通，避免了IGBT短路故障的发生。

2、本发明通过故障封波电路，将IGBT故障反馈信号和DSP发出的使能信号进行与逻辑，输出电平再和驱动信号进行与逻辑，使得在DSP允许发波和无IGBT故障的情况下，驱动信号才能最终输出。同时，由于互补死区电路的局限性，输出的两路互补驱动信号必然存在一个高电平，另一个低电平的现象，违背了DSP未发波时IGBT需全部关断的原则，故障封波电路有效解决了这个局限性，使DSP未发波时，IGBT均可靠关断。