一种IGBT驱动保护电路

摘要

一种IGBT驱动保护电路，包括：正、负电源；信号及反馈光耦；信号放大电路；欠压检测及指示电路；IGBT过流检测及复位电路；软关断电路；故障锁存及保持电路等。欠压检测电路检测信号光耦接收端供电、正/负电源供电是否欠压，若不欠压则点亮LED，使能驱动电路。IGBT过流检测电路能取样IGBT导通期间的集射压降，根据其高低动态调节检测延时，当集射压降超过设定阈值时，启动软关断过程并自我锁定，确保软关断，并对过流故障状态进行保持，保持期间关断IGBT，将状态传递给控制电路，保持时间可以在毫秒到秒级之间设定。

主权项

1、一种IGBT驱动保护电路，包括：一个用于提供双路恒压的正电源、参考地、负电源；一个信号隔离光耦：第一光耦(U1)，输入端串联第一电阻(R1)与来自控制电路的差分信号连接，输出端为集电极开路形式；一个开关三极管控制电路，用于产生一个开关信号作为信号放大电路的输入电压，其主要由第十一电阻(R11)、第三三极管(Q3)、第七电阻(R7)构成，其中：第三三极管(Q3)是NPN开关三极管，其基极经过第十一电阻(R11)连接到第一光耦(U1)的输出端，其发射极接负电源，集电极接一个可控恒流源的输出端，第七电阻(R7)并接在第三三极管(Q3)的集电极、负电源之间；上述可控恒流源电路，由第二三极管(Q2)、稳压基准(DW4)、第六电阻(R6)构成，其中：第二三极管(Q2)是PNP三极管，其集电极是所述可控恒流源的输出端，发射极经第六电阻(R6)连接到正电源上，基极连接到稳压基准(DW4)的低压端，稳压基准(DW4)的高压端与正电源相连；一个信号放大电路，用于产生一个栅压并将其提供给受控IGBT的栅极，其输入端与第三三极管(Q3)的集电极相连，其输出端与受控IGBT的栅极相连；一个状态反馈隔离光耦：第二光耦(U2)，用于将驱动电路的状态反馈到控制电路，其主要由第二光耦(U2)、第二十六电阻(R26)构成，其中：第二光耦(U2)输入二极管的阳极经第二十六电阻(R26)连接到正电源，阴极连接到稳压基准(DW4)的低压端；一个IGBT集电极-发射极电压Vce检测及检测复位电路，用于检测IGBT集射电压并判断是否启动软关断电路，其主要由阈值电压发生电路、第四比较器(U3D)、Vce电压取样及积分电路、检测复位电路构成，其中：阈值电压连接到第四比较器(U3D)的正输入端，Vce电压取样后经过第十五电阻(R15)、第四电容(C4)积分再传递到第四比较器(U3D)的负输入端，检测复位电路在第一光耦(U1)的输出端未导通且不在软关断期间，将第四电容(C4)两端短接，使Vce检测电路复位，为下一次检测做好准备；当IGBT导通期间，其集电极-发射极电压Vce经过取样与积分后，若超过阈值电压，第四比较器(U3D)输出端导通到负电源，启动软关断过程；所述第四电容(C4)是积分电容；一个软关断电路，在第四比较器(U3D)输出端导通到负电源时，产生从正电源下降到负电源的缓降电压，作用到信号放大电路的输入端，使驱动受控IGBT栅极的电压按同样的规律变化，软关断电路主要由第十九电阻(R19)、第二电容(C2)、第八三极管(Q8)、第一二极管(D1)组成，其中：第十九电阻(R19)一端连接第四比较器(U3D)输出端，另一端经第二电容(C2)连接到负电源，第八三极管(Q8)的基极、集电极并联于电容C2两端，集电极连接负电源，发射极连接第一二极管(D1)的阴极，所述第一二极管(D1)的阳极连接到第三三极管(Q3)的集电极；软关断的速率和时间由第十九电阻(R19)、第二电容(C2)调节；第八三极管(Q8)是PNP三极管；其特征在于，还包括：一个软关断过程识别电路，主要由第二比较器(U3B)、第十七电阻(R17)、第十八电阻(R18)、第二十电阻(R20)、第二十一电阻(R21)构成，第十七电阻(R17)、第十八电阻(R18)分压取样正电源、上述第四比较器(U3D)输出端之间的电压，送到第二比较器(U3B)的正输入端，第二十电阻(R20)、第二十一电阻(R21)分压取样上述第二电容(C2)两端的电压，送到第二比较器(U3B)的负输入端，第二比较器(U3B)的输出端连接第一光耦(U1)的输出端，其中：第十七电阻(R17)的一端接正电源，第二十一电阻(R21)的一端接负电源；所述比较器都采用集电极开路输出形式。