[发明专利]一种带开关控制单元的IGBT隔离驱动电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种带开关控制单元的IGBT隔离驱动电路及其控制方法，所述电路包括：产生相位互补的波形信号的脉冲驱动单元、二极管整流单元、开关控制单元、驱动电阻、关断电阻、绝缘栅双极型晶体管，所述驱动电阻、关断电阻的输出端均与绝缘栅双极型晶体管的栅极相连，所述绝缘栅双极型晶体管发射极接地。所述开关控制单元输入端与二极管整流单元连接，其输出端与关断电阻的输入端连接，以在脉冲驱动单元停止信号输出时控制绝缘栅双极型晶体管截止。本发明够在传递驱动能量的同时，完成开关信号的传递，通过开关控制单元可以很好地控制IGBT的截止、导通，同时本发明可以适用于低频工况，具有较强的实用性。

技术领域

本发明涉及驱动电路技术领域，尤其涉及一种带开关控制单元的IGBT隔离驱动电路及其控制方法。

背景技术

现行主要的功率器件包括MOSFET(绝缘栅极场效晶体管)和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，都属于电容型栅极功率器件。其驱动条件具体表现为，开通时，对其栅极电容进行充电；关断时，对其栅极电容进行放电。

隔离驱动基本要素包括：驱动能量和开关信号。隔离驱动基本电路形式包括：光耦隔离驱动和变压器隔离驱动。如图1所示，使用光耦隔离驱动方式时，需要独立的一组隔离电源提供能量，该电源一般需要工频隔离变压器或者开关电源来完成；再由光耦提供开关信号，完成开关信号的传递。

如图2所示，使用变压器隔离驱动时，在传输能量的同时，也完成了开关信号的传递。因此变压器隔离驱动实现起来更为方便，应用的成本也会更低。通常的变压器隔离驱动电路，使用了一只变压器。当变压器隔离驱动用于中高频时，配置较小的原边串联电容，即可有效的让驱动变压器在两个极性交替工作，不会由于直流偏置而导致饱和风险。而针对多路同时驱动时，只需要根据所需驱动数量直接增加绕组即可；针对特高压驱动时，只需要根据绝缘耐压情况直接增加驱动变压器级数即可，因此易于级联也是变压器隔离驱动的优点。

但在一些应用中，如：蓄电池的脉冲充电应用、焊接的交流方波电源应用，大功率固态继电器应用等。功率器件在低频工况下工作。如果直接用变压器隔离驱动，需要变压器工作在低频或单极性的状态下，这会导致变压器由于直流偏置而导致饱和的风险大大增加。因此，常规的变压器隔离驱动电路不能满足低频工况的要求。

因此面对低频工况时，即使电路设计复杂一些，一般也只能采用的光耦隔离的方式。但是光耦隔离在针对多路驱动时，每一路都要提供独立光耦以及独立隔离供电；针对特高压驱动时，单极驱动绝缘耐压不够，多级驱动时使用光耦隔离的方式，会导致电路极其复杂。

申请公布号为CN107809230A的中国发明专利公开了一种隔离型振荡解调式IGBT驱动电路，如图3所示，该电路使用了一只变压器，使用载波的方式完成能量的同时传递，并用了一只电感形成LRC振荡电路，从而实现平波、缓冲IGBT持续导通时间的作用，此电路电路简洁。但是需要提供低频的开通时，半周期的载波脉冲长期处于单极性工作，驱动变压器仍旧面临饱和风险。

然而，所述隔离型振荡解调式IGBT驱动电路存在电感缓冲效果较差、不能兼容低频工况、应用面较窄的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种带开关控制单元的IGBT隔离驱动电路，能够在传输能量的同时，也完成了开关信号的传递，同时该电路电路简洁、应用性广、具有极强的兼容性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。

一种带开关控制单元的IGBT隔离驱动电路，所述隔离驱动电路，包括：产生相位互补的波形信号的脉冲驱动单元、驱动电阻、关断电阻、绝缘栅双极型晶体管，所述驱动电阻、关断电阻的输出端均与绝缘栅双极型晶体管的栅极相连，所述绝缘栅双极型晶体管发射极接地；

进一步的，所述隔离驱动电路还包括：二极管整流单元、开关控制单元；