CN205377644U - 一种t型三电平igbt驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种T型三电平IGBT驱动电路,用于驱动三电平拓扑模块,包括与三电平拓扑模块相连的门极电路,所述门极电路包括IGBT门极驱动电路,用于将低电压IGBT开关控制信号转化为可驱动IGBT开关的电压信号;还包括过压保护电路、次边信号处理模块,所述的过压保护电路分别与三电平拓扑模块和次边信号处理模块相连,过压保护电路包括有源箝位电路,该有源箝位电路通过具有快速响应特性的瞬态抑制器件对IGBT关断时的电压尖峰进行有效抑制;所述次边信号处理模块至少具有集电极电压监测功能。本实用新型可抑制关断过压,控制准确度高、***损耗小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种T型三电平IGBT驱动电路,具体涉及一种应用于光伏并网逆变器的T型三电平IGBT驱动电路。
背景技术
光伏并网发电***主要由光伏阵列模块、逆变器、交流滤波器和电网组成。逆变器是连接光伏阵列模块和电网的关键设备,用以实现控制光伏阵列模块运行于最大功率点和向电网注入正弦电流。光伏并网逆变器对谐波THD(TotalHarmonicDistortion,总谐波失真)、转化效率、安全可靠性等方面具有极高要求。传统的光伏逆变器采用两电平结构,在IGBT驱动电路上采用普通光耦隔离的电路方式,并且不具备过流监测和IGBT过压保护功能,存在一定的缺陷。两电平结构的功率器件损耗较大、转换效率低,而且逆变器输出谐波THD较大,需要更大尺寸的滤波器。两电平结构的共模电压变化率较大,导致共模电流也较大,需要更复杂的EMI(ElectromagneticInterference,电磁干扰)设计满足安全要求。
三电平逆变器与两电平逆变器相比具有以下优点:
1.使用同一电压水平的IGBT时,三电平逆变器可使输出电压及功率增大一倍;2.在无须高电压的应用中,三电平逆变器允许使用较低压的IGBT模块,能提高IGBT开关频率;3.三电平逆变器的电源侧电流比两电平中的电流更接近正弦,正弦性更好,功率因数更高;4.不要求集电极电压达到静态和动态对称,从而简化IGBT驱动的设计,并避免使用外部缓冲电路;5.当使用相同的开关频率时,最终的输出频率可以提高一倍,显然有助于减小无源元件的尺寸和降低开关损耗。
虽然三电平拓扑相较于两电平拓扑有较多的优势,但是普通的三电平拓扑驱动电路不够完善,例如在IGBT关断时所产生的电压尖峰通常高于两电平变换器,因此在抑制关断过压方面,需要进行更多的考虑。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可抑制关断过压的T型三电平IGBT驱动电路。
为此,本实用新型提出的一种T型三电平IGBT驱动电路,用于驱动三电平拓扑模块,包括与三电平拓扑模块相连的门极电路,所述门极电路包括IGBT门极驱动电路,用于将低电压IGBT开关控制信号转化为可驱动IGBT开关的电压信号;还包括过压保护电路、次边信号处理模块,所述的过压保护电路分别与三电平拓扑模块和次边信号处理模块相连,过压保护电路包括有源箝位电路,该有源箝位电路通过具有快速响应特性的瞬态抑制器件对IGBT关断时的电压尖峰进行有效抑制;所述次边信号处理模块至少具有集电极电压监测功能。
本实用新型的优点在于,通过有源箝位电路通过具有快速响应特性的瞬态抑制器件对IGBT关断时的电压尖峰进行有效抑制,可抑制关断过压。
在本实用新型的优选方案中,本实用新型易于制作成即插即用型,控制准确度高、***损耗小。
本实用新型的其他优点,通过实施例进行进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例电路方框图。
图2是本实用新型实施例电路原理图。
图3是本实用新型实施例即插即用原理示意图。
图4-1是本实用新型实施例中芯片QD2011的应用框图。
图4-2是本实用新型实施例中芯片QD2011的原理框图。
图4-3是本实用新型实施例中芯片QD2011的输入与输出引脚逻辑关系图。
图4-4是本实用新型实施例中芯片QD2011的短路保护原理框图。
图4-5是本实用新型实施例中芯片QD2011的IGBT发射级电压的确定示意图。
图4-6是本实用新型实施例中芯片QD2011的Fault端口波形图。
图4-7是本实用新型实施例中芯片QD2011的门极驱动原理框图。
图4-8是本实用新型实施例中芯片QD2011的有源箝位工作原理图。
具体实施方式
本实用新型下述实施例的主要目的是提供一种应用于光伏并网逆变器的安全可靠性高、控制准确度高、***损耗小、即插即用的T型三电平IGBT驱动电路。
所解决的技术问题有:
1.通过有源箝位电路,能够有效抑制IGBT关断过程中产生的Vce(集电极与发射极之间电压)电压尖峰,避免瞬时电压超过IGBT的耐压值;
2.设有的短路保护电路具有短路保护功能,并且通过在芯片集电极电压监测端口VCE与接地端GND之间接入充电电容来调节短路保护响应时间,电容的充电时间越长,相应的短路响应时间也会增加;
3.设有的门极保护电路具有门极保护功能,使IGBT门极电压保证在安全值范围内;
4.设有的门极驱动电路具有门极驱动功能,使芯片输出的低电压信号转化为可用于驱动IGBT开通、关断的电压信号;
5.具备即插即用功能,根据IGBT模块外形结构,设计的驱动板PCB可直接焊接在IGBT引脚上使用。
具体如图1所示,本实用新型实施例的即插即用的T型三电平驱动电路依次包括如下模块:
—即插即用功能模块(图3),是一种设计出完善的驱动电路和保护电路之后,根据相对应的IGBT模块结构,将其PCB设计成可直接焊接在IGBT引脚上使用的一种操作简易、结构紧凑的驱动安装方式;
—次边信号处理芯片,此芯片结合***电路构成次边信号处理模块,可实现信号处理功能、短路保护功能、集电极电压监测功能、IGBT开通关断电压调节功能、欠压保护功能、故障管理功能、IGBT门极驱动信号转化功能和有源箝位功能等;
—门极电路,由IGBT门极驱动电路、IGBT开通关断电阻分离电路、IGBT门极保护电路共同构建而成;
—IGBT门极驱动电路,作用是将芯片内部的低电压IGBT开关控制信号,通过使用外接的MOSFET来提高驱动峰值电流能力的方式,转化为可驱动IGBT开关的电压信号;
—IGBT开通关断电阻分离电路,将门极电阻分离成开通电阻和关断电阻,可分别通过开通电阻和关断电阻的阻值来调整IGBT的开通时间和关断时间,并可起到分散开关功耗的作用;
—IGBT门极保护电路,通过二极管将门极与电源电位相连,使得门极电压箝位在电源电压以下;通过双向稳压管将门极与发射极相连,使得VGE处在一个稳定值;
—过压保护电路,包括了有源箝位电路、短路保护电路和电压监测电路;
—有源箝位电路,是通过具有快速响应特性的瞬态抑制器件对IGBT关断时的电压尖峰进行有效抑制,避免瞬时的电压尖峰过高导致IGBT损坏;
—短路保护电路,通过实时检测集电极电压来判断IGBT是否发生短路故障,一旦发生短路情况,短路保护电路配合芯片输出故障信号并关断IGBT;
—电压监测电路,包括了短路保护功能中VCE监测电路和有源箝位监测电路,分别在短路保护功能和有源箝位功能中起到信息反馈的作用。
如图2所示,在此以Q4管为例进行说明,其余三管(Q1、Q2、Q3)的驱动电路与其相同。所述的即插即用的T型三电平IGBT驱动电路包括:4个T型连接的IGBT管组成的三电平拓扑模块1、次边信号处理芯片2、过压保护电路3、门极电路4、芯片***电路5和即插即用功能模块。
所述的三电平拓扑模块1包括T型连接的四个IGBT管及其配套的二极管,其中Q1管和Q4管为主管,Q2管和Q3管为副管,主管较副管所要承受的电压等级更高;所述的T型连接为,Q1管的发射极与Q4管的集电极相连,Q2管的发射极与Q3管的发射极相连,Q3管的集电极与Q1管和Q4管的公共端相连;所述的四个IGBT管的发射极和集电极之间都连接有一个二极管,分别是D1、D2、D3、D4。
所述的次边信号处理芯片2,使用深圳青铜剑科技股份有限公司的QD2011,引脚定义如下表1所示(芯片其他详细说明见后),此芯片结合外部电路可实现信号处理功能、短路保护功能、集电极电压监测功能、IGBT开通关断电压调节功能、欠压保护功能、故障管理功能、IGBT门极驱动信号转化功能、有源箝位功能等。
表1QD2011引脚定义((注:此处引脚定义所采用的符号有几处与QD2011芯片说明书上的不一致,但功能无差别,如:1CCP,说明书为1VD2,3GH说明书为3GON,4GL说明书为GOFF,5REF说明书为VREF,8F‐SET说明书为Fault))
所述的过压保护电路3,包括了有源箝位电路和短路保护电路。
所述的有源箝位电路,是通过具有快速响应特性的瞬态抑制器件对IGBT关断时的电压尖峰进行有效抑制,典型的电路可以用多个TVS管(一种二极管形式的高效能保护器件)串联来实现有源箝位功能,该有源箝位至少包含一个双极性的瞬态抑制器(如图2中D11所示)。所述的有源箝位电路,包括电阻R7、R8、R9,电容C2,二极管D12、D13,TVS管D11,其中D11由至少一个双极性TVS管和多个单极性TVS管串联构成,R9为芯片端口ACL的下拉电阻,R8为芯片端口ACL的限流电阻,R7和C2共同作用下来快速传递IGBT集电极电压的变化,D13为箝位二极管,D12在集电极与门极构成的回路中用来防止反向导通。正常通态下,即集电极电压没有超过有源箝位所设值时,有源箝位不发生动作;当集电极电压过高时,TVS管D11被击穿,电容C2两端电压发生变化形成交流信号,再经过限流电阻R8传递至芯片有源箝位监测端口ACL,此时芯片将输出短脉冲IGBT开通信号,IGBT导通使集电极电压下降。
所述的短路保护电路,包括有电阻R4、R6和R10,电容C3、C4,二极管D10;其中R6由数量不定的高压电阻或串联的电阻网络组成,用以降低输入到芯片端口的IGBT集电极电压,并且功耗可分散于单个电阻可承受范围之内;R10为限流电阻,可限制流入芯片端口的电流大小;D10用于箝位,来保护芯片端口输入电压在IGBT故障时最高不会超过电源电压。短路保护功能实现方式是通过监测IGBT开通时C、E极间电压来判断IGBT是否有短路发生,一旦检测到的VCE电压高于预设值,则芯片内部比较器输出电平翻转,使驱动信号输出低电平,关断IGBT。在芯片QD2011中主要是通过端口REF,VCE来进行保护的设定。REF端口通过外接电阻R4来设定短路保护的阈值,VCE端口用来监测实际IGBT开通时电压,并且可通过在集电极电压监测端口VCE与接地端GND之间接入充电电容C3、C4来调节短路保护响应时间,电容的充电时间越长,相应的短路响应时间也会增加。
所述的IGBT门极电路4,由IGBT门极驱动电路、IGBT开通关断电阻分离电路、IGBT门极保护电路共同构建而成,包括了MOSFET管Q5及其内部二极管D5,电阻R1、R2、R3、R5,电容C1,二极管D6、D8、D9。其中,
IGBT门极驱动电路,作用是将芯片内部的低电压IGBT开关控制信号,通过外接的MOSFET管Q5来提高驱动峰值电流能力的方式,转化为可驱动IGBT开关的电压信号;工作原理是次边信号处理芯片3引脚GH输出IGBT开通信号的同时,DH输出的MOS开通信号使得Q5导通,GH输出电流与Q5输出电流叠加致使流入门极电阻R3的电流增大,从而提高驱动峰值电流能力,电流信号转化成电压信号后接入IGBT门极,进行IGBT开通关断的控制;C1是开通MOSFET门极驱动电源的稳压电容;通过二极管D8将MOSFET管漏极箝位在地,避免该点电位成负压;
IGBT开通关断电阻分离电路,可通过外接的开通电阻R3和关断电阻R2的阻值来分别调整IGBT的开通时间和关断时间,并且在开通关断过程起到分散功耗的作用;工作原理是当IGBT开通时芯片引脚GH输出高电平,经电阻R5和开通电阻R3输入IGBT门极,使IGBT开通,关断时芯片引脚GL输出低电平,经过门极关断电阻R2输入门极,关断IGBT。电阻R5将芯片输出的开通电压信号转化为电流信号输入开通电阻R3;电阻R1是芯片IGBT门极关断输出端口的下拉电阻,作用是即使在驱动器掉电的情况下,这个电阻也为IGBT的门极和发射极之间提供一个低阻抗回路。
IGBT门极保护电路,通过二极管D9将门极与电源电位相连,使得门极电压箝位在电源电压以下;通过双向稳压管D6将门极与发射极相连,使得门极电位处在一个稳定值;
所述的芯片***电路,包括二极管D7、电阻R11,通过二极管D7将芯片端口GL箝位在电源电位以下,防止非正常状态下端口电压过高损坏芯片;通过电阻R11可设置芯片内部的基准电流。
所述的即插即用结构模块,是一种直接将驱动板焊接在IGBT上使用的驱动安装方式,如下图3所示。
附:芯片QD2011详细说明:
QD2011是深圳青铜剑电力电子科技有限公司针对目前IGBT驱动市场,专门研发的用于IGBT驱动核中用于次边处理的专用集成电路。可用于替代CONCEPT基于scale-2芯片的IGBT驱动器上。图4-1是其应用框图,图4-2是其原理框图。
引脚序号及定义
序号 | 定义 | 说明 | 序号 | 定义 | 说明 |
1 | VD2 | 开通MOS门极驱动电源 | 9 | ON_Pulse | 开通短脉冲信号 |
2 | DH | 开通MOS门极驱动 | 10 | OFF_Pulse | 关断短脉冲信号 |
3 | GON | IGBT门极开通输出 | 11 | DL | 关断MOS门极驱动 |
4 | GOFF | IGBT门极关断输出 | 12 | ACL | 有源箝位监测 |
5 | VREF | 短路保护阈值设定 | 13 | GND | 地 |
6 | VCE | IGBTCE电压监测 | 14 | VISO | 输入电源 |
7 | BIAS | 基准电流设置 | 15 | ST1 | 信号状态监测 |
8 | Fault | 故障状态输出 | 16 | VE | IGBTE极电位设定 |
表1QD2011引脚定义
***性能参数
以下参数如无特别说明均在VISO=25V,环境温度T=25℃下测试得到。
表2QD2011主要性能参数
功能模块详解
1.信号传输
芯片QD2011主要功能是将变压器输入的端脉冲信号,通过逻辑处理转换成用于IGBT开通和关断的正常信号。图4‐3输入引脚ON_pulse,OFF_pulse与IGBTVGE电压的关系。
QD2011的输入引脚ON_pulse,OFF_pulse均为短脉冲信号,同时芯片内部有共模抑制功能,即如果两个引脚同时输入为高,则IGBTVGE应该是处于关断的电平,同时此两引脚输入的脉冲信号电压幅度大于等于10V即可。
不仅OFF_pulse能关断IGBT门极,而且芯片内部的欠压保护以及短路保护等模块都能关断IGBT,以保护IGBT。
2.短路保护
芯片QD2011具有短路保护功能。短路保护的实现方式是通过检测IGBT开通时的C,E电压来判断IGBT是否有短路的情况发生。
如图4‐4所示,阴影部分是芯片QD2011内部的短路保护的电路结构图,主要通过端口VREF,VCE来进行保护的设定。
1.VREF端口内部有个150uA的恒流源输出,通过外部接的电阻RREF来设定
短路保护的阈值。
VREF=150×RREF(KΩ)×10‐3
2.VCE端口是用来检测实际IGBT开通时候的电压。
3.当IGBT关断时候,芯片内部逻辑会将VCE端口下拉至低电平,这样能保证芯片不会在IGBT关断的时候进行短路保护。
4.RCE与IGBT的C极相接,用来监测IGBT集电极的电压,RCE的数值选取依据以下方法,根据不同的母线电压,使得流过RCE的电流为0.6mA‐1mA,例如,VDC‐Link=1200V时,RCE=1.2MΩ‐1.8MΩ。RCE可以选择高压电阻,也可以是多个电阻串联,在任何情况下,爬电距离都是必须考虑的因素。
5.当IGBT开通是,VCE电压大于VREF电压则QD2011芯片内部比较器电平会翻转,从而关断IGBT并发出故障信号。
6.CCE是用来调节短路保护的响应时间这一参数的,而且响应时间与RCE以及RREF都相关,详细参数列表如下:
CCE[pF] | RREF[kΩ]/VREF[V] | Responsetime[μs] |
0 | 43/6.45 | 1.2 |
15 | 43/6.45 | 3.2 |
22 | 43/6.45 | 4.2 |
33 | 43/6.45 | 5.8 |
47 | 68/10.2 | 7.8 |
0 | 68/10.2 | 1.5 |
15 | 68/10.2 | 4.9 |
22 | 68/10.2 | 6.5 |
33 | 68/10.2 | 8.9 |
47 | 68/10.2 | 12.2 |
表3响应时间(responsetime)与CCE和RREF的关系
3.IGBT开通关断电压确定
芯片QD2011的输入电源为25V左右,为了能使电源正常控制IGBT的开通和关断,需要将此电源针对IGBT发射极作为参考电位进行分配。假设VISO相对GND输入电源是25V的话,则QD2011会将发射极电压VE相对GND电压控制在10V,这样IGBT开通时VGE电压为+15V,IGBT关断时候VGE电压为‐10V。
详细的工作原理请看图4‐5的原理框图。
如图4‐5所示,IGBT开通关断电压的控制主要是通过芯片内部的两个运放AMP1,AMP2的反馈来实现的。
1.在一般情况下,IGBT开通时候的门极电压VG=VISO,关断时候的门极电压VG=0,即GND电位。
2.当VISO电压足够(VISO>21V)的时候,主要是AMP2起作用,从图4中可以看出AMP2的正极电压:VGE=150uA×100K=15V。
但VISO<21V时,假设IGBT开通时VGE=15V,则IGBT关断时候VGE>‐6V,如果IGBT关断电压过高,会导致IGBT关不断的情况。为了防止这种情况的发生,芯片内部通过AMP1来控制AMP2正极输入端的电压,以保证IGBT关断时候VGE电压小于‐6V。
4.欠压保护
芯片QD2011会检测电源电压,为了保证IGBT开通和关断的电压都在能让IGBT正常工作的范围内,QD2011对IGBT开通电压VISO-VE以及关断电压VE都进行了监测。
1.VISO-VE电压是IGBT开通时候的电压。当电压低于12V时,为了保证IGBT不会因为开通时后损耗过高导致器件损耗,QD2011会将IGBT置低并发出故障信号。这种情况下,只有当电压高于12.5V时芯片才能从欠压状态恢复过来。
2.-VE是IGBT关断时候的电压。当此VE电压小于5V时,QD2011会将IGBT门极置低并发出故障信号。一旦进入欠压状态,只有点VE电压高于6V芯片才能从欠压保护中自动恢复。
欠压保护是为了保证IGBT能可靠地开通和关断。
5.故障管理
芯片QD2011一旦检测到有故障(欠压或短路),芯片会如下动作:
1.关断IGBT。
2.通过ON_Pulse引脚发出一个200ns左右的短脉冲信号,用于通过变压器传输到原边芯片接收故障信号。
3、Fault端口也会输出低电平信号;正常情况下Fault引脚应该是5V左右的高电平信号,同时伴随输入PWM信号有100ns左右的低脉冲尖峰。此引脚可用于光纤传输故障信号。如图4-6。
4、ST1端口可以用来设置故障延迟时间。正常情况下为低电平,故障时为芯片内部5V电平。
6.IGBT门极驱动
QD2011门极驱动部分是将芯片内部的低电压的IGBT开关控制信号,通过各种功能模块转化为可以控制IGBT开通和关断的门极驱动信号,以及需要向相应的功能模块提供电源的电源模块。
1.如图4-7所示,GONGOFF为驱动器的输出端,可以接电阻用来控制IGBT开通及关断时间。其中开通时间由GON引脚所接电阻RGON决定,关断时间由GOFF引脚所接的电阻RGOFF决定。所选电阻的阻值以及功率需要根据IGBT的具体型号来决定。
2.QD2011同时将内部驱动IGBT门极的MOSFET的控制端口也作出引脚(GH,GL),这样可以在QD2011本身内部驱动能力不够的情况下外接MOSFET来提高驱动峰值电流能力。
3.驱动器内部的Q1,Q2为峰值电流8A的NMOS。Q1,Q2的驱动电平为0-10V电平,即开通时候VGS=10V,关断时候VGS=0。为了达到这个电平,芯片内部有单独的驱动电源模块,同时外接电容C(1~10nF都可以)来达到稳定此电源的作用。
4.电平转换模块,主要是将原本芯片内部5V的逻辑电平信号转换成驱动部分需要的电平。
6.有源箝位
QD2011芯片带有有源箝位功能,在集电极电压过高的时候可以保护IGBT。
如图4-8所示,***电路有TVS或者高压稳压管来检测IGBT集电极的电压,此二极管的稳压值就是有源箝位功能动作的临界值。
正常工作是集电极电压较低,二极管处于截止状态,ACL引脚处于低电平,芯片处于正常开通与关断状态。当集电极电压升至高于二极管的稳压值后(一般在短路情况下发生),二极管反向导通,这时ACL端口会置为高电平,通过门电路将Q2关断;同时二极管电流也会流至IGBT门极,一旦Q2关断,门极电流流过,IGBT门极电位被抬高;当门极电位高于一定值时IGBT就会开通,这样IGBT上的集电极电压相应地会降低。整个过程保证了IGBT不会因为集电极电压过高损坏。
TVS管或者稳压管的值选取需要结合IGBT器件本身以及应用实际情况综合考虑,另外本身对ACL以及IGBT门极做好保护措施,以防止二极管过来的电压过高导致芯片或者IGBT损坏。
本实用新型上述实施例提出的应用于光伏并网逆变器的一种即插即用T型三电平IGBT驱动电路,设计有有源箝位、短路保护、门极保护等功能,具有安全可靠性高、控制准确度高、***损耗小、使用便捷等优点,应用于驱动光伏并网逆变器中。
以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效方法变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种T型三电平IGBT驱动电路,用于驱动三电平拓扑模块(1),包括与三电平拓扑模块(1)相连的门极电路(4),所述门极电路(4)包括IGBT门极驱动电路,用于将低电压IGBT开关控制信号转化为可驱动IGBT开关的电压信号;其特征在于:还包括过压保护电路(3)、次边信号处理模块(2),所述过压保护电路(3)分别与三电平拓扑模块(1)和次边信号处理模块(2)相连,过压保护电路(3)包括有源箝位电路,该有源箝位电路通过具有快速响应特性的瞬态抑制器件对IGBT关断时的电压尖峰进行有效抑制;所述次边信号处理模块(2)至少具有集电极电压监测功能模块。
2.如权利要求1所述的T型三电平IGBT驱动电路,次边信号处理模块(2)包括—次边信号处理芯片及其***电路,所述次边信号处理模块还可实现下述功能中的至少一者:信号处理功能、短路保护功能、IGBT开通关断电压调节功能、欠压保护功能、故障管理功能、IGBT门极驱动信号转化功能。
3.如权利要求2所述的T型三电平IGBT驱动电路,其特征在于:所述门极电路(4)还包括IGBT开通关断电阻分离电路、IGBT门极保护电路,所述IGBT开通关断电阻分离电路用于将门极电阻分离成开通电阻和关断电阻,可分别通过开通电阻和关断电阻的阻值来调整IGBT的开通时间和关断时间,并可起到分散开关功耗的作用;IGBT门极保护电路通过二极管将门极与电源电位相连,使得门极电压箝位在电源电压以下;通过双向稳压管将门极与发射极相连,使得VGE处在一个稳定值。
4.如权利要求2所述的T型三电平IGBT驱动电路,其特征在于:所述过压保护电路(3)还包括短路保护电路,通过实时检测集电极电压来判断IGBT是否发生短路故障,一旦发生短路情况,短路保护电路配合芯片输出故障信号并关断IGBT;所述过压保护电路(3)还包括电压监测电路,包括了短路保护功能中VCE监测电路和有源箝位监测电路,分别在短路保护功能和有源箝位功能中起到信息反馈的作用。
5.如权利要求1所述的T型三电平IGBT驱动电路,其特征在于:还包括即插即用功能模块,用于将所述T型三电平IGBT驱动电路形成驱动板,直接将驱动板连接在IGBT上。
6.如权利要求2所述的T型三电平IGBT驱动电路,其特征是:所述的有源箝位电路,用多个TVS管串联来实现有源箝位功能,该有源箝位至少包含一个双极性的瞬态抑制器。
7.如权利要求6所述的T型三电平IGBT驱动电路,其特征是:所述的有源箝位电路,包括第一至第三电阻(R7、R8、R9)、电容(C2)、第一和第二二极管(D12、D13)、TVS管(D11),其中TVS管(D11)由至少一个双极性TVS管和多个单极性TVS管串联构成,第三电阻(R9)为次边信号处理芯片有源箝位监测端口(ACL)的下拉电阻,第二电阻(R8)为次边信号处理芯片有源箝位监测端口(ACL)的限流电阻,第一电阻(R7)和电容(C2)共同作用,用于快速传递IGBT集电极电压的变化,第二二极管(D13)为箝位二极管,第一二极管(D12)在集电极与门极构成的回路中用来防止反向导通。
8.如权利要求4所述的T型三电平IGBT驱动电路,其特征是:所述的短路保护电路,包括有第四至六电阻(R4、R6、R10)、第三二极管(D10);其中第五电阻(R6)由数量不定的高压电阻或串联的电阻网络组成,用以降低输入到芯片端口的IGBT集电极电压,并且功耗可分散于单个电阻可承受范围之内;第六电阻(R10)为限流电阻,可限制流入芯片端口的电流大小;第三二极管(D10)用于箝位,来保护芯片端口输入电压在IGBT故障时最高不会超过电源电压。
9.如权利要求3所述的T型三电平IGBT驱动电路,其特征是:所述的IGBT开通关断电阻分离电路,可通过外接的开通电阻(R3)和关断电阻(R2)的阻值来分别调整IGBT的开通时间和关断时间。
10.如权利要求3所述的T型三电平IGBT驱动电路,其特征是:所述的门极保护电路,通过二极管(D9)将门极与电源电位相连,使得门极电压箝位在电源电压以下;通过双向稳压管(D6)将门极与发射极相连,使得门极电位处在一个稳定值。
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