[实用新型]用于保护IGBT的内置于驱动IC的主动钳位电路

说明书

本实用新型涉及一种用于保护IGBT的内置于驱动IC的主动钳位电路，包括驱动IC、设置于驱动IC内部的比较器、RS锁存器、与门、钳位二极管、主动钳位管，IGBT的栅极接驱动IC的驱动脚，IGBT的发射极接驱动IC的零电位脚，比较器的反相输入端接驱动IC的驱动脚，比较器的正相输入端接入基准电压信号，比较器的输出端接RS锁存器的R端，在RS锁存器的S端接入驱动信号，RS锁存器的Q输出端接与门的一个输入端，在与门的另一个输入端中接入驱动信号的反信号，与门的输出接主动钳位管的栅极，主动钳位管的漏极接驱动IC的驱动脚，主动钳位管的源极接驱动IC的负电源脚，钳位二极管串接在驱动IC的驱动脚和零电位脚之间。

技术领域

本实用新型涉及IGBT驱动芯片技术领域，尤其涉及一种用于保护IGBT的驱动IC内置的主动钳位电路。

背景技术

IGBT集MOSFET和BJT的优点于一身，具有MOSFET的高输入阻抗、工作速度快、驱动简单等优点，又兼具BJT的饱和压降低、电流容量大、耐压高等优点。近年来，IGBT在大功率市场广泛被应用。

通常来说，IGBT的栅极-发射极驱动电压V_GE的保证值为±20V，如果超出该范围，则可能损坏IGBT。在IGBT关断时，集电极电压会突然从低电压升至很高的电压，存在一个很大的dv/dt，然而栅极和集电极之间由于存在米勒电容，会在栅端感应出较高的毛刺电压，如前所述，若该电压超过20V，IGBT存在损坏风险。因此，在IGBT的驱动电路中需要设置栅压限幅电路。在应用上，通常的做法会在IGBT的栅极和发射极之间加钳位电路，且往往会并联一个电阻，用于消除聚集在栅极电容上的电荷，对应的电路结构如图1所示。

然而，这种做法虽然可避免IGBT的栅极-发射极之间过压所带来的风险，但是通过米勒电容耦合的电压却足以将IGBT再次开启，IGBT关断后由于其集电极-发射极之间的电压很高，若IGBT再次开启的话，可能会导致IGBT过度发热损坏。应用上，为避免IGBT二次导通，通常的做法是采用负电源，如图2所示。虚线左侧为驱动IC，右侧为IGBT，电路中的P1、N1分别为驱动管和泄放管，VCC为驱动IC的正电源脚，OUT为驱动IC的驱动脚，VEE为驱动IC的负电源脚，GND为零电位脚。IGBT关断时，泄放管N1将OUT电压拉至负电位VEE，这时IGBT的集电极出现大的dv/dt，经过米勒电容耦合，OUT电压相对VEE可能上升了一定电压，但可能仍然低于GND的电压，IGBT并不能再次导通。

然而，由于市面上IGBT的种类繁多，不同的IGBT的米勒电容都有差异，应用时不可能针对不同的IGBT采用不同数值的负电源。这种方式虽能有效地避免IGBT的二次导通，但却不能从根本上杜绝IGBT二次导通的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单的用于保护IGBT的内置于驱动IC的主动钳位电路，该电路既可以防止IGBT的栅极-发射极电压过高，又能避免IGBT在关断期间的二次导通，可对IGBT实现有效可靠的保护。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种用于保护IGBT的内置于驱动IC的主动钳位电路，包括IGBT驱动IC、设置于IGBT驱动IC内部的比较器、RS锁存器、与门、钳位二极管、主动钳位管，驱动IC采用负电源设计，IGBT的栅极接驱动IC的驱动脚，IGBT的发射极接驱动IC的零电位脚，比较器的反相输入端接驱动IC的驱动脚，比较器的正相输入端接入基准电压信号，比较器的输出端接RS锁存器的R端，在RS锁存器的S端接入驱动信号，RS锁存器的Q输出端接与门的一个输入端，在与门的另一个输入端中接入驱动信号的反信号，与门的输出端接主动钳位管的栅极，主动钳位管的漏极接驱动IC的驱动脚，主动钳位管的源极接驱动IC的负电源脚，钳位二极管串接在驱动IC的驱动脚和零电位脚之间。