CN104038193A - Igbt驱动装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IGBT驱动装置及其驱动方法，IGBT驱动装置包括若干IGBT模块及与所述IGBT模块相连的信号电源，所述IGBT模块包括栅极、发射极和集电极，所述信号电源与IGBT的栅极电性连接，所述IGBT模块和信号电源之间还设有差分放大电路模块。本发明通过在信号电源和IGBT模块之间引入差分放大电路，IGBT模块可以有效的确保栅极信号准确，抵消外界环境对信号的干扰。

Description

IGBT驱动装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种IGBT驱动装置及其驱动方法。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，具有高频率、高电压、大电流、尤其是容易开通和关断的性能特点，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，至今已经发展到第六代，商业化已发展到第五代。目前，IGBT已广泛应用于国民经济的各行业中。

目前，国内对IGBT模块的研究正处于起步阶段，对于各中小研发技术单位来说由于大功率测试设备的昂贵，限制了对IGBT基本性能的测试。在实验室以及简易的测试环境中，IGBT测试的最大制约因素是由于IGBT模块测试中电压和电流等级都比较大，因此在测试过程中IGBT栅极控制端及其容易受到高压电源部分的干扰进而引起栅极电压振荡。IGBT栅极振荡很容易导致IGBT模块失效，因此在测试过程中确保栅极信号不被大功率外界环境的影响已经至关重要。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的IGBT驱动装置及其驱动方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种IGBT驱动装置及其驱动方法，其能够很好的去除大功率***对信号的干扰。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种IGBT驱动装置，包括若干IGBT模块及与所述IGBT模块相连的信号电源，所述IGBT模块包括栅极、发射极和集电极，所述信号电源与IGBT的栅极电性连接，所述IGBT模块和信号电源之间还设有差分放大电路模块。

作为本发明的进一步改进，所述差分放大电路模块包括单端输入双端输出差分放大电路。

作为本发明的进一步改进，所述差分放大电路模块的输出端与IGBT模块的栅极电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述信号电源为脉冲信号电源。

相应地，一种IGBT驱动装置的驱动方法，所述驱动方法包括：

S1、信号电源提供传输的信号；

S2、差分放大电路对信号进行处理，抵消外界环境对信号的干扰；

S3、经过处理的信号通过IGBT模块的栅极完成传输。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中的信号为脉冲信号。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中“差分放大电路对信号进行处理”包括放大差模信号和抑制共模信号。

本发明具有以下有益效果：

通过在信号电源和IGBT模块之间引入差分放大电路，IGBT模块可以有效的确保栅极信号准确；

对于大功率的IGBT模块，能够很好的去除大功率***对脉冲信号的干扰，可以减少实验人员对功率***的干扰保护措施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施方式IGBT驱动装置的模块示意图；

图2为本发明一实施方式IGBT驱动装置中差分放大电路的电路结构图；

图3a为现有技术中IGBT驱动装置的信号示波器图谱；图3b为本发明中IGBT驱动装置的信号示波器图谱。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种IGBT驱动装置，包括若干IGBT模块及与IGBT模块相连的信号电源，IGBT模块包括栅极、发射极和集电极，信号电源与IGBT的栅极电性连接，IGBT模块和信号电源之间还设有差分放大电路模块。

优选地，差分放大电路模块包括单端输入双端输出差分放大电路。

优选地，差分放大电路模块的输出端与IGBT模块的栅极电性连接。

优选地，信号电源为脉冲信号电源。

相应地，本发明还公开了一种IGBT驱动装置的驱动方法，包括：

S1、信号电源提供传输的信号；

S2、差分放大电路对信号进行处理，抵消外界环境对信号的干扰；

S3、经过处理的信号通过IGBT模块的栅极完成传输。

优选地，步骤S1中的信号为脉冲信号。

优选地，步骤S2中“差分放大电路对信号进行处理”包括放大差模信号和抑制共模信号。

参图1所示，本发明的一种IGBT驱动装置，包括信号电源10、差分放大电路模块20、及IGBT模块30，IGBT模块30包括栅极、发射极和集电极。

在本发明中差分放大电路模块20为单端输入双端输出放大电路，差分放大电路模块20的输入端与信号电源10相连，优选地，信号电源10发出的信号为脉冲信号；差分放大电路模块20的两个输出端与IGBT模块的栅极相连。差分放大电路模块20对信号电源10发出的信号进行处理，抵消外界环境对信号的干扰，并通过IGBT模块30的栅极进行传输。

参图2所示为本发明一实施方式中差分放大电路模块的电路结构图。

该差分放大电路为单端输入双端输出差分放大电路，输入端为Vcc，输出端为Vo，Vo两端分别连接在三极管T1、T2的集电极上，T1、T2的发射极相连通且接地，T1、T2的基极也分别接地，T1、T2的集电极分别通过电阻Rc1和Rc2与输入端Vcc相连。

差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，可以放大差模信号并抑制共模信号，接于信号电源盒IGBT模块之间，可以抵消外界环境对信号的干扰。

本实施方式中IGBT驱动装置的驱动方法包括：

S1、信号电源10提供传输的信号，本实施方式中信号为脉冲信号；

S2、差分放大电路模块20对信号进行处理，包括放大差模信号和抑制共模信号，抵消外界环境对信号的干扰；

S3、经过处理的信号通过IGBT模块30的栅极完成传输。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

参图3a、3b分别为现有技术和本发明中IGBT驱动装置的信号示波器图谱。本实施方式对大功率的IGBT进行测试实验，其中，信号电源的脉冲电压为15V，脉冲宽度为5μs，当信号电源和IGBT模块之间无差分放大电路模块时，示波器得到的信号图像如图3a所示，当信号电源和IGBT模块之间有差分放大电路模块时，示波器得到的信号图像如图3b所示。图3a中的方框内示波器的信号受外界的干扰严重，而图3b中的方框内示波器的信号基本不受外界干扰。对于大功率的IGBT模块，本发明能够很好的去除大功率***对脉冲信号的干扰，可以减少实验人员对功率***的干扰保护措施。

由上述对比可以看出，本发明可以有效的抑制外界环境如温度、***电源、磁场等对栅极驱动信号的影响。在测试实验过程中，只需在信号脉冲电源和IGBT模块之间加上差分放大电路便可很好的确保栅极驱动信号不受干扰。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过在信号电源和IGBT模块之间引入差分放大电路，IGBT模块可以有效的确保栅极信号准确；

对于大功率的IGBT模块，能够很好的去除大功率***对脉冲信号的干扰，可以减少实验人员对功率***的干扰保护措施。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种IGBT驱动装置，包括若干IGBT模块及与所述IGBT模块相连的信号电源，所述IGBT模块包括栅极、发射极和集电极，所述信号电源与IGBT的栅极电性连接，其特征在于，所述IGBT模块和信号电源之间还设有差分放大电路模块。

2.根据权利要求1所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述差分放大电路模块包括单端输入双端输出差分放大电路。

3.根据权利要求2所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述差分放大电路模块的输出端与IGBT模块的栅极电性连接。

4.根据权利要求1所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述信号电源为脉冲信号电源。

5.一种如权利要求1所述的IGBT驱动装置的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括：

S1、信号电源提供传输的信号；

S2、差分放大电路对信号进行处理，抵消外界环境对信号的干扰；

S3、经过处理的信号通过IGBT模块的栅极完成传输。

6.根据权利要求5所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述步骤S1中的信号为脉冲信号。

7.根据权利要求5所述的IGBT驱动装置，其特征在于，所述步骤S2中“差分放大电路对信号进行处理”包括放大差模信号和抑制共模信号。