CN204258276U - 一种三相逆变模块并联igbt驱动保护板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相逆变模块并联IGBT驱动保护板，包括控制芯片、驱动电源监测保护电路、并联门极驱动电路和短路电流保护电路；并联门极驱动电路与所述控制芯片的脉冲输出端连接，并分别与并联IGBT连接；驱动电源监测保护电路与控制芯片连接，并通过故障监测电路连接到故障状态输出端；短路电流保护电路与所述控制芯片连接，并通过短路监测电路与IGBT连接。用以实现对并联IGBT的可靠有效的驱动、电源监测和短路电流保护，适用电力机车辅助电源。

Description

一种三相逆变模块并联IGBT驱动保护板

技术领域

本实用新型涉及一种交流传动机车辅助功率模块的三相逆变驱动板，尤其涉及一种三相逆变模块并联IGBT驱动保护板。

背景技术

三相逆变模块是电力机车上一个重要的组成部分，安装在辅助变流柜内部，在降压斩波模块后面，输入电压为DC540V，输出为AC380V，为机车的风机等提供电源。

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)具有易驱动、耐高压电流容量大、高速和低饱和等良好特性，被广泛应用。如何对并联IGBT进行驱动和保护以确保IGBT可靠安全工作时，驱动电路以及驱动电路的布局，对并联模块的动态均流有很大影响，是并联IGBT电路设计的难点和关键。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能实现对并联IGBT的可靠有效的驱动、电源监测和短路电流保护的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板，包括控制芯片、驱动电源监测保护电路、并联门极驱动电路和短路电流保护电路；

所述并联门极驱动电路与所述控制芯片的脉冲输出端连接，并分别与并联IGBT连接；

所述驱动电源监测保护电路与所述控制芯片连接，并通过故障监测电路连接到故障状态输出端；

所述短路电流保护电路与所述控制芯片连接，并通过短路监测电路与IGBT连接。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板，由于包括控制芯片、驱动电源监测保护电路、并联门极驱动电路和短路电流保护电路；并联门极驱动电路与所述控制芯片的脉冲输出端连接，并分别与并联IGBT连接；驱动电源监测保护电路与控制芯片连接，并通过故障监测电路连接到故障状态输出端；短路电流保护电路与所述控制芯片连接，并通过短路监测电路与IGBT连接，用以实现对并联IGBT的可靠有效的驱动、电源监测和短路电流保护，适用电力机车辅助电源。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板的电路框图；

图2为本实用新型实施例提供的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板的安装接口示意图；

图3和图4分别为本实用新型实施例提供的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板的电路原理图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板，其较佳的具体实施方式是：

包括控制芯片、驱动电源监测保护电路、并联门极驱动电路和短路电流保护电路；

所述并联门极驱动电路与所述控制芯片的脉冲输出端连接，并分别与并联IGBT连接；

所述驱动电源监测保护电路与所述控制芯片连接，并通过故障监测电路连接到故障状态输出端；

所述短路电流保护电路与所述控制芯片连接，并通过短路监测电路与IGBT连接。

所述并联门极驱动电路包括导通门极电阻、二极管、关断门极电阻、栅极电阻、瞬态抑制二极管和门极电容。

所述的控制芯片为2SD315A芯片；

所述2SD315A芯片的第4引脚与驱动电源监测保护电路连接；第1引脚、第3引脚和第9引脚与故障输出电路连接；第36引脚、第37引脚、第39引脚和第42引脚与上桥臂的短路电流监测电路连接；第24引脚、第25引脚、第27引脚和第30引脚与下桥臂的短路电流监测电路连接；第39脚和第44脚与上桥臂的并联门极驱动电路连接；第27脚和第32脚与下桥臂的并联门极驱动电路连接。

本实用新型的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板，采用IGBT作为开关器件，采用并联均流，这样可以得到更高的额定电流。用以实现对并联IGBT的可靠有效的驱动、电源监测和短路电流保护。

具体实施例：

如图1所示，包括驱动电源监测电路、控制芯片、故障输出电路及短路电流保护电路。所述驱动电源监测保护电路与控制芯片连接，用于监测驱动电源电压，电源电压低于12.7V时，保护电路将输出低压信号给控制芯片。

所述的故障输出电路连接到控制芯片的输出端，点亮故障灯，将故障信号放大传输给上级信号控制板。

所述并联门极驱动电路与控制芯片脉冲输出端连接，通过栅极串联电阻将控制芯片输出的驱动脉冲分成两路驱动IGBT。

所述短路电流保护电路与控制芯片和三相逆变模块相连接。通过监测IGBT导通时所对应的监测值与所设定的门坎值进行比较，若比较得出监测值大于门槛值，控制芯片将会封锁脉冲关断IGBT进行短路保护，同时输出故障信号。

根据上述实施例的并联IGBT驱动电路，通过一个控制芯片，驱动电源监测电路，并联门极驱动电路，故障输出电路和短路电流保护电路，实现了对并联IGBT的有效驱动和可靠保护作用。由于控制芯片集成性高、控制灵活和模式多样化只需要在控制芯片外搭建少量的电子器件电路就能满足需求。

在上述的实施例中的并联IGBT驱动保护电路，根据需求的电压等级、电流峰值和驱动功率，控制芯片优选2SD315AI。它以专用芯片组为基础、外加必需的其它元件组成。该模块采用脉冲变压器隔离方式，能同时驱动两个IGBT模块，可提供±15V的驱动电压和±15A的峰值电流，具有准确可靠的驱动功能与灵活可调的过流保护功能，同时可对电源电压进行欠压检测。具有半桥工作模式和全桥工作模式。上述实施例中的并联IGBT的驱动保护电路中，2SD315AI工作在全桥模式下。

如图2所示，12针连接器为驱动电源、脉冲和故障对ACU控制板的输入和输出端。COL1和COL2为为短路电流保护端的输入端。G1、E1、G1’和E1’为上桥臂的门极驱动输出级。G2、E2、G2’和E2’为下桥臂的门极驱动输出级。COL1、COL2、G1、E1、G1’、E1’、G2、E2、G2’和E2’为插接片，宽度6.3x0.8mm。

驱动板的机械尺寸为：

驱动板厚度：2.5mm

驱动板外形尺寸：120mm×150mm

安装孔尺寸：8-Φ5mm，106mm×133mm

图3和图4分别为本实用新型实施例提供的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板的电路原理图。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种三相逆变模块并联IGBT驱动保护板，其特征在于，包括控制芯片、驱动电源监测保护电路、并联门极驱动电路和短路电流保护电路；

所述并联门极驱动电路与所述控制芯片的脉冲输出端连接，并分别与并联IGBT连接；

所述驱动电源监测保护电路与所述控制芯片连接，并通过故障监测电路连接到故障状态输出端；

所述短路电流保护电路与所述控制芯片连接，并通过短路监测电路与IGBT连接。

2.根据权利要求1所述的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板，其特征在于，所述并联门极驱动电路包括导通门极电阻、二极管、关断门极电阻、栅极电阻、瞬态抑制二极管和门极电容。

3.根据权利要求1所述的三相逆变模块并联IGBT驱动保护板，其特征在于，所述的控制芯片为2SD315A芯片；

所述2SD315A芯片的第4引脚与驱动电源监测保护电路连接；第1引脚、第3引脚和第9引脚与故障输出电路连接；第36引脚、第37引脚、第39引脚和第42引脚与上桥臂的短路电流监测电路连接；第24引脚、第25引脚、第27引脚和第30引脚与下桥臂的短路电流监测电路连接；第39脚和第44脚与上桥臂的并联门极驱动电路连接；第27脚和第32脚与下桥臂的并联门极驱动电路连接。