[实用新型]一种IGBT驱动控制隔离和电源隔离电路

说明书

本实用新型涉及IGBT驱动技术领域，尤其涉及一种IGBT驱动控制隔离和电源隔离电路，包括：与第一控制隔离电路电性连接的第一电源隔离电路，第一控制隔离电路包括与数字隔离器(U1)电性连接的光纤发送器(Z1)和光纤接收器(Z2)；数字隔离器(U1)第六引脚与三极管(Q1)的基极连接，三极管(Q1)分别与光纤发送器(Z1)和电阻(R1)连接；数字隔离器(U1)第七引脚与光纤接收器(Z2)和无感电容(CD1)连接。本实用新型有益效果在于：安全等级提升，发生重大故障时确保弱电控制回路与强电负载回路的安全隔离；电路供电分别由SPR01N‑05和DPBW06F‑15芯片供电，达到各电位需求、电平转换、驱动供能、安全隔离保护的效果。

技术领域

本实用新型涉及IGBT驱动领域，尤其涉及一种IGBT驱动控制隔离和电源隔离电路。

背景技术

在现代工业系统中，电力电子变流器被广泛应用于牵引机车，直流输电系统，工业自动化，航空系统，电动汽车，新能源发电等领域。IGBT等半导体开关器件是组成电力电子变流器的核心器件，尤其是较大功率的应用中IGBT占据了主导地位。

IGBT由于其开关频率高、工作稳定等优点逐步发展为大功率电力电子变流器的主要开关器件。

功率器件IGBT是牵引传动系统的核心部件，对其进行有效的状态监测和寿命评估对于牵引传动系统的可靠运行具有重要意义，在高铁列车系统中，牵引变流器是列车的核心动力部分，组成牵引变流器的主要器件IGBT受列车运行工况以及恶劣的运行环境的影响，容易老化失效，导致列车运行故障，因此，研究牵引变流器IGBT的运行可靠性对保证铁路安全、正常运营具有重要意义，同时也可以为铁路列车运维决策提供有力的参考。

IGBT驱动电路作为电力电子装置中重要的组成部分，其主要功能是将控制信号进行隔离传输和功率放大，高压大功率IGBT模块的工作状态直接影响电力电子装置的整机性能，而驱动电路直接决定着高压IGBT模块能否安全工作。

现有IGBT驱动电路中主要问题有：

1、MCU电压一般为3V3，而光纤收发器电压为5V，电平存在不匹配问题；

2、现有设计中单电信号驱动隔离控制过程中会出现PWM数据丢失、误动作等EMC问题；

3、现有设计中缺乏弱电控制回路与强电负载回路的安全隔离措施。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的问题，本实用新型公开实施例提供了一种IGBT驱动控制隔离和电源隔离电路。所述技术方案如下：包括与第一控制隔离电路电性连接的第一电源隔离电路，第一控制隔离电路包括与数字隔离器U1电性连接的光纤发送器Z1和光纤接收器Z2；数字隔离器U1第六引脚与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极和发射极分别与光纤发送器Z1的第一和第二引脚连接，三极管Q1发射极串联电阻R1后连接5V电压；

数字隔离器U1第七引脚与光纤接收器Z2第四引脚连接，光纤接收器Z2 第三引脚分别连接无感电容CD1和5V电压。

第一电源隔离电路包括电源隔离芯片U3、无感电容CD4、电容C2、无感电容CD5和电容C3，电源隔离芯片U3第一和第二输入引脚并联电容C2和无感电容CD4后连接24V供电电源；电源隔离芯片U3第四和第六输出引脚并联无感电容CD5和电容C3后输出5V电压；

进一步的，还包括与第一电源隔离电路电性连接的第二控制隔离电路和第二电源隔离电路，第二控制隔离电路包括与数字隔离器U4电性连接的光纤发送器Z3和光纤接收器Z4；数字隔离器U4第六引脚与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极和发射极分别与光纤发送器Z3的第一和第二引脚连接；三极管Q2发射极串联电阻R2后连接5V电压；

数字隔离器U4第七引脚与光纤接收器Z4第四引脚连接，光纤接收器Z4 第三引脚分别连接无感电容CD6和5V电压。