[发明专利]IGBT的驱动电路和驱动方法在审

专利信息
申请号: 202110676184.3 申请日: 2021-06-18
公开(公告)号: CN113452357A 公开(公告)日: 2021-09-28
发明(设计)人: 全超;夏原野;程宇 申请(专利权)人: 杭州士兰微电子股份有限公司
主分类号: H03K17/567 分类号: H03K17/567;H03K17/081
代理公司: 北京成创同维知识产权代理有限公司 11449 代理人: 蔡纯;杨思雨
地址: 310012*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: igbt 驱动 电路 方法
【说明书】:

发明实施例公开了一种IGBT的驱动电路和驱动方法。该驱动方法包括:在第一驱动模式下根据接收到的脉宽调制信号输出第一驱动信号至所述IGBT,若驱动电路在第一预设时间内未接收到脉宽调制信号的跳变,则将当前驱动模式切换为第二驱动模式,并在第二驱动模式下根据接收到的脉宽调制信号输出第二驱动信号至所述IGBT,不需要在MCU和驱动电路上设置专门的使能引脚来传输和接收使能信号就可以实现驱动模式的智能切换,既减小了电磁感应加热系统中IGBT启动时的电流,又节省了电路的引脚资源。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域,更具体地涉及一种IGBT的驱动电路和驱动方法。

背景技术

IGBT(insulated gate bipolar transistor,绝缘栅双极型晶体管)是电力电子技术中最常用的功率器件之一。如图1A和图1B所示,在一些软开关电力电子变换器应用中,常常会将IGBT与谐振电容并联或等效并联,当这些IGBT失去软开关条件时,就会进入容性开通区,即在IGBT开通的瞬间,谐振电容或者等效谐振电容直接通过IGBT的沟道进行充放电,导致IGBT开通瞬间的浪涌电流较高,如图2所示,该浪涌电流一方面会造成IGBT的损耗加剧,使得IGBT的温度上升,另一方面会降低IGBT的长期运行可靠性。

图3和图4分别示出了传统的电磁感应加热电路的示意性电路图和其中的IGBT上的电压电流波形。如图3所示,传统的电磁感应加热电路1包括交流输入端11、整流桥12、电感L、滤波电容Cbus、线圈盘13以及IGBT 14。由交流输入端11输入的交流电经整流桥12整流后输入直流电至后级电路,电感L的一端与整流桥12的正端连接,整流桥12的负端接地,电感L的另一端与滤波电容Cbus的一端连接,滤波电容Cbus的另一端接地,滤波电容Cbus的一端还经线圈盘13与IGBT 14的集电极连接,IGBT 14的发射极接地,IGBT 14的栅极接收一开通信号,谐振电容Cr并联在线圈盘13的两端。

如图4所示,在现有的电磁感应加热电路1中一般是通过给IGBT14提供占空比逐渐增加的栅极驱动信号使得电路软启动,但由于电磁感应加热电路1中的输入端电压一般都比较高,如果采用传统的逐步增加栅极驱动占空比方式驱动,则在启动阶段的每次开关周期的开通瞬间都会产生很大的短路电流,使得流经IGBT 14的电流Ic非常大,这种浪涌电流一方面会造成较大的电磁噪声,影响用户的使用体验,另一方面还会对IGBT的使用寿命造成影响,甚至会直接烧坏IGBT导致电磁炉失效。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种IGBT的驱动电路和驱动方法,使用两种驱动模式,不需要在MCU和驱动电路上设置专门的使能引脚来传输和接收使能信号就可以实现智能模式切换,既可以减小IGBT导通瞬间的浪涌电流,又不需要添加专门的引脚进行模式切换的使能。

根据本发明的一方面,提供了一种IGBT的驱动方法,包括:在第一驱动模式下根据接收到的脉宽调制信号输出第一驱动信号至所述IGBT;若在第一预设时间内未检测到所述脉宽调制信号的跳变,则将当前驱动模式切换为第二驱动模式,并在第二驱动模式下根据接收到的脉宽调制信号输出第二驱动信号至所述IGBT。

可选的,所述驱动方法还包括:在所述第二驱动模式下对所述脉宽调制信号进行检测,将当前驱动模式切换为所述第一驱动模式。

可选的,所述在所述第二驱动模式下对所述脉宽调制信号进行检测,将当前驱动模式切换为所述第一驱动模式包括:在所述脉宽调制信号的数量达到预设的第一数量时,将当前驱动模式切换为所述第一驱动模式。

可选的,所述在所述第二驱动模式下对所述脉宽调制信号进行检测,将当前驱动模式切换为所述第一驱动模式包括:在所述第二驱动模式下所述脉宽调制信号的跳变沿开始时计时,并在所述第二驱动模式的持续时间达到第二预设时间后,将当前驱动模式切换为所述第一驱动模式。

可选的,所述第一驱动信号为具有第一电平的脉冲信号。

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