[发明专利]IGBT模块驱动及保护电路

说明书

本发明公开了一种IGBT模块驱动及保护电路，包括隔离驱动电路和辅助电源电路；隔离驱动电路包括微处理器、隔离驱动芯片U1、驱动电流放大电路、IGBT和IGBT的集电极和发射极的检测电路；隔离驱动芯片U1分别与微处理器、驱动电流放大电路、IGBT和IGBT的集电极和发射极的检测电路电连接；辅助电源电路包括电源管理集成芯片U3、欠压保护电路、MOS管Q4、MOS管Q5、变压器T1、电压整流电路和输出滤波电路；变压器T1有三个绕组，分别为原边绕组N1、原边绕组N2和副边绕组P1；电源管理集成芯片U3分别与欠压保护电路、MOS管Q4和MOS管Q5连接，MOS管Q4与原边绕组N1连接，MOS管Q5与原边绕组N2连接，副边绕组P1分别与电压整流电路和输出滤波电路连接。本发明可靠性高，设计简洁。

技术领域

本发明属于汽车电机控制系统技术领域，具体涉及一种IGBT模块驱动及保护电路。

背景技术

电机控制器作为电动汽车的核心部件，为整车提供驱动力。IGBT（绝缘栅双极型简体管）作为电机控制器的核心元器件，其扮演着非常重要的角色。由于IGBT的驱动电路的性能和可靠性的好坏会直接影响到电动汽车的性能和可靠性。因此，如何设计出高性能、高可靠的IGBT驱动电路尤为重要。

现有IGBT的驱动主要分为两种，一种是直接驱动，另一种是隔离驱动。由于在电动车上的工作电压高，电流大。而驱动IGBT主要是通过PWM（脉冲宽度调制）方式实现，而PWM属于弱信号系统，为了安全和减小高压电路部分对弱信号电路的干扰，两者之间需进行电气上的隔离。因此，隔离驱动电路体现了更高的可靠性和安全性。

目前电机控制器的驱动电路一般采用辅助电源和驱动芯片组合，辅助电源一般采用比较常规的反激拓扑结构，驱动部分一般为最小基础电路，这种驱动电路虽能满足使用要求，但仍存在设计复杂，器件多，且性能欠佳的问题，且在成本上亦无优势可言。

因此，有必要开发一种IGBT模块驱动及保护电路。

发明内容

本发明的目的是提供一种可靠性高，设计简洁的IGBT模块驱动及保护电路。

本发明所述的一种IGBT模块驱动及保护电路，包括隔离驱动电路和辅助电源电路；

所述隔离驱动电路包括微处理器、隔离驱动芯片U1、驱动电流放大电路、IGBT和IGBT的集电极和发射极的检测电路；所述隔离驱动芯片U1分别与微处理器、驱动电流放大电路、IGBT和IGBT的集电极和发射极的检测电路电连接；所述IGBT还与驱动电流放大电路电连接；所述隔离驱动电路通过隔离驱动芯片U1驱动波形进行隔离传输，再经过驱动电流放大电路对驱动功率放大，对IGBT的栅极进行驱动；

所述辅助电源电路包括电源管理集成芯片U3、欠压保护电路、MOS管Q4、MOS管Q5、变压器T1、电压整流电路和输出滤波电路；所述变压器T1有三个绕组，分别为原边绕组N1、原边绕组N2和副边绕组P1；所述电源管理集成芯片U3分别与欠压保护电路、MOS管Q4和MOS管Q5连接，MOS管Q4与原边绕组N1连接，MOS管Q5与原边绕组N2连接，副边绕组P1分别与电压整流电路和输出滤波电路连接；所述辅助电源电路用于对隔离驱动芯片U1供电，电源的原、副边通过变压器T1隔离。

可选地，所述驱动电流放大电路包括电阻R4、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R14、电阻R15、三极管Q1和三极管Q3；

所述电阻R4、电阻R7、电阻R9和电阻R11并联，且电阻R4、电阻R7、电阻R9和电阻R11的一连接点与IGBT的栅极连接，电阻R4、电阻R7、电阻R9和电阻R11的另一连接点与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端经电阻R10与隔离驱动芯片U1连接，电阻R8的另一端还经电阻R12与隔离驱动芯片U1连接；