[实用新型]一种高压功率半导体开关驱动装置

说明书

本实用新型的名称为一种高压功率半导体开关驱动装置。属于功率半导体应用技术领域。它主要是为了满足脉冲器件对高压功率半导体开关存在门极驱动的门极电流上升率、抖动时间的较高要求。它的主要特征是：由主控系统、直线型脉冲变压器和驱动输出单元三部分组成；其中，所述主控系统为开关电路；所述直线型脉冲变压器由高绝缘电缆及其穿过的多路纳米晶磁环构成；所述主控系统与直线型脉冲变压器之间并联连接限流电阻和加速电容；所述驱动输出单元设有与多路纳米晶磁环对应连接的多路驱动输出电路。本实用新型可广泛应用到高压功率半导体器件串并联驱动场合。

技术领域

本实用新型属于功率半导体应用技术领域。具体涉及一种高压功率半导体开关的驱动装置。

背景技术

高压功率半导体开关由多只脉冲晶闸管、GTO等半导体器件串并联组成。这些脉冲功率半导体器件工作中需要承受较高的di/dt，因此脉冲器件对门极驱动的门极电流上升率、抖动时间均有较高的要求。另由于高压功率半导体开关多为串联结构，每只功率半导体开关间有一定的电压差，需要解决高压功率半导体器件的驱动间电压隔离问题。一种高压功率半导体开关的驱动装置综合性解决了绝缘隔离、脉冲一致性、门极高电流上升率触发这三大难题，提高了系统的稳定性。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供高压功率半导体开关的驱动装置。该驱动装置采用高效耦合方式，可依据客户需求输出相应的宽度高门极电流上升率脉冲驱动型号。回路简单，使用安全，开关性能可靠，开通一致性良好，高使用寿命适用与不同应用领域的高压半导体阀组组件触发脉冲装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种高压功率半导体开关驱动装置，其特征在于：由主控系统、直线型脉冲变压器和驱动输出单元三部分组成；其中，所述主控系统为开关电路；所述直线型脉冲变压器由高绝缘电缆及其穿过的多路纳米晶磁环构成；所述主控系统与直线型脉冲变压器之间并联连接限流电阻和加速电容；所述驱动输出单元设有与多路纳米晶磁环对应连接的多路驱动输出电路。

本实用新型的技术解决方案中所述的开关电路为IGBT开关电路，包括IGBT器件；IGBT集电极经续流二极管与一个直流电源电路连接；IGBT栅极与信号输入端之间设有依次连接的光纤头、三极管放大电路和二级推挽放大电路；IGBT发射极与直流电源电路负端相连。

本实用新型的技术解决方案中所述的多路驱动输出电路为多路二极管整流电路。

本实用新型的技术解决方案中所述的二极管整流电路包括纳米晶磁环一输出端与待控功率半导体器件G端之间正向串接的二极管和电阻，纳米晶磁环另一输出端与待控功率半导体器件K端连接，纳米晶磁环一输出端与另一输出端之间反接二极管。

本实用新型的技术解决方案中所述的高绝缘电缆的两端与续流二极管的两端通过并联连接的限流电阻和加速电容对应连接。

本实用新型的技术解决方案中所述的直流电源电路由整流电路和滤波电路构成，整流电路的输入端为市电连接端。

本实用新型的技术解决方案中所述的二级推挽放大电路采用正负电源。

本实用新型的技术解决方案中所述的整流电路为整流桥；所述的滤波电路由电容构成。

本实用新型由于采用由主控系统、直线型脉冲变压器和驱动输出单元三部分组成的高压功率半导体开关驱动装置，其中，所述主控系统为开关电路，所述直线型脉冲变压器由高绝缘电缆及其穿过的多路纳米晶磁环构成，所述主控系统与直线型脉冲变压器之间并联连接限流电阻和加速电容，所述驱动输出单元设有与多路纳米晶磁环对应连接的多路驱动输出电路，因而主控系统接收信号后，驱动开关电路，在直线型脉冲变压器原边产生一高电流上升率的脉冲电流，该电流经过纳米晶磁环耦合到变压器副边，直线型脉冲变压器副边耦合出高门极电流上升率的驱动信号，通过多路驱动输出电路输出到相应的功率半导体器件。本实用新型具有回路简单、使用安全、开关性能可靠、开通一致性良好和高使用寿命的特点，可广泛应用于不同驱动脉宽需求的高压功率半导体开关器件。