一种绝缘栅双极型晶体管驱动器

摘要

本发明公开了一种绝缘栅双极型晶体管驱动器，包括隔离输入单元、电平转换单元、正负电源分配单元、辅助电源单元、驱动输出单元、过流检测单元、降栅极电压单元、延迟判断单元、软关断单元、故障报警输出单元。过流短路时，过流检测单元动作，并将过流信息分别传送至降栅极电压单元和延迟判断单元，降栅极电压单元动作，输出信号至驱动输出单元，降低驱动脉冲；延迟判断单元动作，判断过流持续时间，并发送指令至软关断单元及电平转换单元，电平转换单元对输入进行闭锁，软关断单元向驱动输出单元发出关断指令，同时输出信号至短路报警单元。本发明采用高速光电耦合器隔离，保护措施完备，具有信号封锁功能，可以最大限度地保护IGBT的驱动器。

主权项

一种绝缘栅双极型晶体管驱动器，其特征在于：包括隔离输入单元、电平转换单元、正负电源分配单元、辅助电源单元、驱动输出单元、过流检测单元、降栅极电压单元、延迟判断单元、软关断单元、故障报警输出单元；所述隔离输入单元、正负电源分配单元、辅助电源单元分别和电平转换单元相连，电平转换单元和驱动输出单元相连；所述过流检测单元分别和延迟判断单元、降栅极电压单元相连，延迟判断单元分别和电平转换单元、软关断单元相连，降栅极电压单元和驱动输出单元相连；软关断单元分别和驱动输出单元、故障报警输出单元相连；当发生过流短路时，过流检测单元动作，并将过流信息分别传送至降栅极电压单元和延迟判断单元，降栅极电压单元动作，输出信号至驱动输出单元，降低驱动脉冲；延迟判断单元动作，判断过流持续时间，并发送指令至软关断单元及电平转换单元，电平转换单元对输入进行闭锁，软关断单元向驱动输出单元发出关断指令，同时输出信号至短路报警单元；其中，绝缘栅双极型晶体管驱动器的电路结构具体如下：包括1号端口至14号端口，稳压管，第一二极管至第八二极管，第一至第六三极管，第一电容至第十一电容，第一电阻至第十八电阻，第一至第四比较器，光电耦合器，两个辅助电源端口VCC、VDD，接地端，驱动器内部的公共COM接点；隔离输入单元包括光电耦合器和第一电阻；1号端口与第一电阻的一端相连，第一电阻的另一端与光电耦合器的第二引脚相连，2号端口与光电耦合器的第三引脚相连；所述光电耦合器的型号为HCPL‑0453；电平转换单元包括第八至第十一电阻、第十七电阻、第二比较器、第三电容、第八电容、第十电容；9号端口和第十电容的一端相连并接地，第十电容的另一端分别和11号端口、第八电阻的一端相连并外接VCC，第八电阻的另一端分别和第九电阻的一端、第十电阻的一端、第八电容的一端、第二比较器的供电端、光电耦合器的第八引脚相连并外接VDD，第九电阻的另一端分别和光电耦合器的第六引脚、第二比较器的负输入端、第一比较器的负输入端、第十五电阻的一端相连，第十电阻的另一端分别和第十一电阻的一端、第三电容的一端、第二比较器的正输入端、第一比较器的正输入端、第三电阻的一端相连，第八电容的另一端接地，第十一电阻的另一端分别和第三电容的另一端、光电耦合器的第五引脚、12号端口、第一电容的一端、第二电容的一端、稳压管的正极、第六电阻的一端相连并连接至驱动器内部的公共COM接点；正负电源分配单元包括第六电阻、第一电容、第二电容、稳压管，第一电容的另一端和稳压管负极相连并外接VCC，第六电阻的另一端和第二电容的另一端相连并接地；过流检测单元包括第一二极管、第二二极管、第四电阻、第五电阻、第七电阻、第十六电阻、第四电容、第九电容、第四比较器，第一二极管的负极和14号端口相连，第一二极管的正极分别和第七电阻的一端、第二二极管的正极相连，第二二极管的另一端分别和第十三电阻的一端、第一比较器的输出端相连，第七电阻的另一端分别和13号端口、第四电阻的一端、第四比较器的正输入端、第十一电容的一端相连，第四电阻的另一端外接VDD，8号端口分别和第十六电阻的一端、第五电阻的一端、第四电容的一端、第四比较器的负输入端相连，第十六电阻的另一端连接驱动器内部的公共COM接点，第五电阻的另一端分别和第四电容的另一端、第九电容的一端相连并外接VDD，第九电容的另一端连接驱动器内部的公共COM接点；降栅极电压单元包括第十三电阻、第七电容、第三二极管、第二三极管，第十三电阻的另一端分别和第七电容的一端、第二三极管的基极相连，第七电容的另一端和第二三极管的集电极相连并外接VDD，第二三极管的发射极分别和第三二极管的负极、5号端口、第五电容的一端、第六二极管的正极相连，第三二极管的正极分别和第二比较器的输出端、第十七电阻的一端、第四三极管的基极、第三三极管的基极相连；延迟判断单元包括第十八电阻、第十一电容，第十八电阻的一端连接驱动器内部的公共COM接点，第十八电阻的另一端和第十一电容的另一端相连；软关断单元包括第三电阻、第五二极管、第三比较器、第六电容、第十四电阻，6号端口分别和第三比较器的负输入端、第五二极管的正极、第六电容的一端、第十四电阻的一端相连，第六电容的另一端和第十四电阻的另一端相连并接至VDD，第三比较器的输出端和第三电阻的另一端相连，第三比较器的正输入端连接驱动器内部的公共COM接点；故障报警输出单元包括第二电阻，第四二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第一三极管、第十二电阻、第五电容，第四二极管的负极分别和第五二极管的负极、第四比较器的输出端相连，第四二极管的正极分别和第二电阻的一端、第一三极管的基极相连，第二电阻的另一端连接VDD接点，第一三极管的集电极分别和7号端口、第十二电阻的一端、第八二极管的负极相连，第八二极管的正极和第十五电阻的另一端相连，第十二电阻的另一端和第六二极管的负极相连，第五电容的另一端接地，第一三极管的发射极和第七二极管的正极相连，第七二极管的负极接地；故障报警输出单元桥包括第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管，第三三极管的集电极和第六三极管的集电极相连并接地，第三三极管的发射极分别和第四三极管的发射极、第五三极管的基极、第六三极管的基极相连，第四三极管的集电极分别和第十七电阻的一端、第五三极管的集电极相连并外接VCC，第五三极管的发射极分别和10号端口、第六三极管的发射极相连；3号、4号端口为预留端口。