IGBT驱动电路的隔离保护电路论文和设计-王刚志

全文摘要

本实用新型涉及一种IGBT驱动电路的隔离保护电路。它解决了现有设计不够合理等技术问题。包括IGBT驱动芯片和光耦电源，光耦电源连接有第一二极管，第一二极管分别和IGBT驱动芯片的4引脚以及电容并联接，电容连接有第一DGND端，IGBT驱动芯片的5引脚通过第二电阻和IGBT芯片的G引脚相连，IGBT芯片的E引脚和IGBT驱动芯片的6引脚相连，第二电阻和IGBT芯片的G引脚之间与第三电阻一端相连，IGBT芯片的E引脚与IGBT驱动芯片的6引脚之间与第三电阻另一端相连，第三电阻连接有第二DGND端。优点在于：该电路由于驱动采用光耦隔离，供电采用二极管反向截止。IGBT的击穿损坏不会影响到M15V供电网络上其他器件，可以在供电网络不隔离的条件下，做到简单的保护功能。

主设计要求

1.一种IGBT驱动电路的隔离保护电路，包括IGBT驱动芯片(OP1)和光耦电源(M15V)，其特征在于，所述的光耦电源(M15V)连接有第一二极管(D1)，所述的第一二极管(D1)分别和IGBT驱动芯片(OP1)的4引脚以及电容(C1)并联接，所述的电容(C1)连接有第一DGND端(1)，所述的IGBT驱动芯片(OP1)的5引脚通过第二电阻(R2)和IGBT芯片(Q1)的G引脚相连，所述的IGBT芯片(Q1)的E引脚和IGBT驱动芯片(OP1)的6引脚相连，且所述的第二电阻(R2)和IGBT芯片(Q1)的G引脚之间与第三电阻(R3)一端相连，所述的IGBT芯片(Q1)的E引脚与IGBT驱动芯片(OP1)的6引脚之间与第三电阻(R3)另一端相连，且所述的第三电阻(R3)连接有第二DGND端(2)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的IGBT驱动电路的隔离保护电路，其特征在于，所述的IGBT驱动芯片(OP1)采用ACPL-W340芯片。

3.根据权利要求2所述的IGBT驱动电路的隔离保护电路，其特征在于，所述的IGBT驱动芯片(OP1)的1引脚通过第一电阻(R1)和BK端相连，所述的IGBT驱动芯片(OP1)的3引脚连接有第三DGND端(3)。

4.根据权利要求1或2或3所述的IGBT驱动电路的隔离保护电路，其特征在于，所述的IGBT芯片(Q1)为G4BC30S芯片。

5.根据权利要求4所述的IGBT驱动电路的隔离保护电路，其特征在于，所述的IGBT芯片(Q1)的C引脚连接有第二二极管(FD2)。

6.根据权利要求3所述的IGBT驱动电路的隔离保护电路，其特征在于，所述的第一电阻(R1)的阻值大小为75Ω；所述的第二电阻(R2)的阻值大小为33Ω；所述的第三电阻(R3)的阻值大小为10KΩ。

7.根据权利要求1所述的IGBT驱动电路的隔离保护电路，其特征在于，所述的电容(C1)大小为4.7μF。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于电路设备技术领域，尤其涉及一种IGBT驱动电路的隔离保护电路。

背景技术

IGBT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，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。在IGBT的使用中出现损坏时，门极被击穿会对驱动电路造成损坏。所以IGBT的驱动保护电路对整个工作系统的可靠性来说至关重要。目前，针对IGBT驱动保护电路很多，但是现有的电路过于复杂，或者成本高。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案，例如，中国专利文献公开了一种IGBT 驱动保护系统[申请号：201410712694.1]：包括IGBT驱动器和 IGBT故障反馈模块，所述IGBT驱动器包括用于短路保护的Vce 检测单元、用于过压保护的有源箝位电路和用于连接到具有数字处理器的PCB的第一连接器和用于连接到IGBT模块内置NTC热敏电阻的第二连接器。

上述方案虽然在一定程度上缓解了IGBT驱动保护效果差的问题，但是该方案依然存在着：结构过于复杂，无法在供电网络不隔离的条件下实现保护功能等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种结构简单且具有保护功能的IGBT驱动电路的隔离保护电路。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种IGBT驱动电路的隔离保护电路，包括IGBT驱动芯片和光耦电源，其特征在于，所述的光耦电源连接有第一二极管，所述的第一二极管分别和IGBT 驱动芯片的4引脚以及电容并联接，所述的电容连接有第一DGND 端，所述的IGBT驱动芯片的5引脚通过第二电阻和IGBT芯片的 G引脚相连，所述的IGBT芯片的E引脚和IGBT驱动芯片的6引脚相连，且所述的第二电阻和IGBT芯片的G引脚之间与第三电阻一端相连，所述的IGBT芯片的E引脚与IGBT驱动芯片的6引脚之间与第三电阻另一端相连，且所述的第三电阻连接有第二DGND 端。

在上述的IGBT驱动电路的隔离保护电路中，所述的IGBT驱动芯片采用ACPL-W340芯片。

在上述的IGBT驱动电路的隔离保护电路中，所述的IGBT驱动芯片的1引脚通过第一电阻和BK端相连，所述的IGBT驱动芯片的3引脚连接有第三DGND端。

在上述的IGBT驱动电路的隔离保护电路中，所述的IGBT芯片为G4BC30S芯片。

在上述的IGBT驱动电路的隔离保护电路中，所述的IGBT芯片的C引脚连接有第二二极管。

在上述的IGBT驱动电路的隔离保护电路中，所述的第一电阻的阻值大小为75Ω；所述的第二电阻的阻值大小为33Ω；所述的第三电阻的阻值大小为10KΩ。

在上述的IGBT驱动电路的隔离保护电路中，所述的电容大小为4.7μF。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：IGBT驱动芯片采用ACPL-W340,光耦电源是M15V通过二极管D1进行供电。该电路由于驱动采用光耦隔离，供电采用二极管反向截止。IGBT的击穿损坏不会影响到M15V供电网络上其他器件，可以在供电网络不隔离的条件下，做到简单的保护功能。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构图。

图中，IGBT驱动芯片OP1、光耦电源M15V、第一二极管D1、第二二极管FD2、电容C1、第一DGND端1、第二DGND端2、第三 DGND端3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、IGBT芯片 Q1。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例公开了一种IGBT驱动电路的隔离保护电路，包括IGBT驱动芯片OP1和光耦电源M15V，优选地，这里的IGBT驱动芯片OP1采用ACPL-W340芯片。光耦电源M15V连接有第一二极管D1，也就是说，这里的光耦电源是M15V通过二极管D1进行供电。第一二极管D1分别和IGBT驱动芯片OP1的4 引脚以及电容C1并联接，电容C1大小为4.7μF。电容C1连接有第一DGND端1，IGBT驱动芯片OP1的5引脚通过第二电阻R2 和IGBT芯片Q1的G引脚相连，其中，这里的IGBT芯片Q1采用 G4BC30S芯片。IGBT芯片Q1的E引脚和IGBT驱动芯片OP1的6 引脚相连，且第二电阻R2和IGBT芯片Q1的G引脚之间与第三电阻R3一端相连，IGBT芯片Q1的E引脚与IGBT驱动芯片OP1的6 引脚之间与第三电阻R3另一端相连，且第三电阻R3连接有第二 DGND端2。该电路由于驱动采用光耦隔离，供电采用二极管反向截止。IGBT的击穿损坏不会影响到M15V供电网络上其他器件，可以在供电网络不隔离的条件下，做到简单的保护功能。

具体来讲，这里的IGBT驱动芯片OP1的1引脚通过第一电阻 R1和BK端相连，IGBT驱动芯片OP1的3引脚连接有第三DGND 端3。

进一步地，这里的IGBT芯片Q1的C引脚连接有第二二极管 FD2。第一电阻R1的阻值大小为75Ω；第二电阻R2的阻值大小为33Ω；第三电阻R3的阻值大小为10KΩ。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了IGBT驱动芯片OP1、光耦电源M15V、第一二极管D1、第二二极管FD2、电容C1、第一DGND端1、第二 DGND端2、第三DGND端3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、IGBT芯片Q1等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

设计图

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