專利名稱：基于igbt橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路及其保護(hù)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于IGBT管(Insulated Gate Bipolar ^Transistor，絕緣柵雙極晶振管)橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路，更具體地說，涉及一種用于變頻器、逆變器、開關(guān)電源的基于IGBT管橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路及其保護(hù)模塊。
背景技術(shù)：
IGBT管器件由于其低的導(dǎo)通損耗、小的平均驅(qū)動功率和快速的開關(guān)特性，目前已經(jīng)普遍的應(yīng)用于變頻器、逆變器、開關(guān)電源等設(shè)備中，IGBT管作為橋式開關(guān)拓?fù)涞年P(guān)鍵器件，完成功率轉(zhuǎn)換。圖1是市場上最為常見的一種以IGBT管器件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6作為開關(guān)元件的橋式開關(guān)拓?fù)潆娐?，其IGBT管的驅(qū)動方法有如下幾種第一種就是用不帶IGBT管的集電極-發(fā)射極電壓Vce檢測功能(以下簡稱Vce 電壓檢測功能)的專用驅(qū)動光耦器件驅(qū)動IGBT管，這些驅(qū)動光耦器件包括ACPL-P314、 TLP70UHCPL-3120,ACPL-T350等，圖2為基于TLP701的驅(qū)動電路，在使用該類光耦來驅(qū)動 IGBT管時，即圖1中的Ql隔離驅(qū)動電路1、Q3隔離驅(qū)動電路3、Q5隔離驅(qū)動電路5、Q2隔離驅(qū)動電路2、Q4隔離驅(qū)動電路4、Q6隔離驅(qū)動電路6全都采用圖2所示的驅(qū)動電路，采用這種方式來驅(qū)動IGBT管的特點(diǎn)是電路簡單，但是起不到輸出短路和IGBT管上下橋臂之間直通短路保護(hù)的作用。第二種是用帶有Vce電壓檢測功能的專用驅(qū)動光耦器件驅(qū)動IGBT管，這些光耦器件包括ACPL-331J、HCPL-316J、PC^9等，在使用該類光耦來驅(qū)動IGBT管時，即圖1中的Ql 隔離驅(qū)動電路1、Q3隔離驅(qū)動電路3、Q5隔離驅(qū)動電路5、Q2隔離驅(qū)動電路2、Q4隔離驅(qū)動電路4、Q6隔離驅(qū)動電路6，這6路驅(qū)動電路中，至少有3路需要采用該類光耦，用這種方式來驅(qū)動IGBT管能起到檢測出IGBT管的短路狀態(tài)和保護(hù)IGBT管的作用，但是電路復(fù)雜，再加上這種驅(qū)動光耦本身成本就很高，致使整個電路的成本偏高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述電路成本高、不能對輸出短路和上下橋臂直通的短路起保護(hù)作用的缺陷，提供一種基于IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路的保護(hù)模塊，能實(shí)現(xiàn)可靠的短路保護(hù)，且成本低。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種基于IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路的保護(hù)模塊，該驅(qū)動電路用于根據(jù)MCU輸出的門極驅(qū)動信號驅(qū)動IGBT管，所述保護(hù)模塊包括母線電流檢測單元，用于檢測母線電流并將所檢測的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；閾值比較單元，連接所述母線電流檢測單元，用于將所述電壓信號與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓閾值進(jìn)行比較；下橋控制單元，連接所述閾值比較單元，用于在所述電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值時，將下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓，所述第二電壓小于所述下橋IGBT管正常工作時的正門極驅(qū)動電壓；故障反饋單元，連接所述閾值比較單元，用于在所述電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值， 且所述下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓后，向MCU反饋故障信號，且MCU根據(jù)所述故障信號停止輸出門極驅(qū)動信號。在本發(fā)明所述的保護(hù)模塊中，所述下橋控制單元包括第一光耦、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管和第三穩(wěn)壓二極管，其中，所述第一光耦的初級發(fā)光二極管的正極連接所述閾值比較單元的第一輸出端，所述第一光耦的初級發(fā)光二極管的負(fù)極連接所述閾值比較單元的第二輸出端，所述第一光耦的光敏三極管的發(fā)射極連接負(fù)母線，所述第一光耦的光敏三極管的集電極分別接第一穩(wěn)壓二極管的正極、 第二穩(wěn)壓二極管的正極和第三穩(wěn)壓二極管的正極，第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極、第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和第三穩(wěn)壓二極管的負(fù)極分別接第一二極管的負(fù)極、第二二極管的負(fù)極和第三二極管的負(fù)極，第一二極管的正極、第二二極管的正極和第三二極管的正極分別接三路下橋 IGBT管的門極。在本發(fā)明所述的保護(hù)模塊中，所述下橋控制單元還包括第一三極管、第二三極管和第三三極管，其中，第一三極管的發(fā)射極、第二三極管的發(fā)射極和第三三極管的發(fā)射極分別接第一穩(wěn)壓二極管的正極、第二穩(wěn)壓二極管的正極和第三穩(wěn)壓二極管的正極，第一三極管的基極、第二三極管的基極和第三三極管的基極分別接所述第一光耦的光敏三極管的集電極，第一三極管的集電極、第二三極管的集電極和第三三極管的集電極分別接負(fù)母線。在本發(fā)明所述的保護(hù)模塊中，所述下橋控制單元包括第二光耦、第四二極管、第五二極管、第六二極管和第四穩(wěn)壓二極管，其中，所述第二光耦的初級發(fā)光二極管的正極連接所述閾值比較單元的第一輸出端，所述第二光耦的初級發(fā)光二極管的負(fù)極連接所述閾值比較單元的第二輸出端，所述第二光耦的光敏三極管的發(fā)射極連接負(fù)母線，所述第二光耦的光敏三極管的集電極接第四穩(wěn)壓二極管的正極，第四穩(wěn)壓二極管的負(fù)極分別接第四二極管的負(fù)極、第五二極管的負(fù)極和第六二極管的負(fù)極，第四二極管的正極、第五二極管的正極和第六二極管的正極分別接三路下橋IGBT管的門極。在本發(fā)明所述的保護(hù)模塊中，所述下橋控制單元還包括第四三極管，所述第四三極管的發(fā)射極接第四穩(wěn)壓二極管的正極，所述第四三極管的基極接所述第二光耦的光敏三極管的集電極，所述第四三極管的集電極接負(fù)母線。本發(fā)明還構(gòu)造一種基于IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路，用于根據(jù)MCU輸出的門極驅(qū)動信號驅(qū)動IGBT管，所述驅(qū)動電路包括以上所述的保護(hù)模塊。本發(fā)明還構(gòu)造一種IGBT橋式開關(guān)拓?fù)?，包括MCU，及用于根據(jù)MCU輸出的門極驅(qū)動信號驅(qū)動IGBT管的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路包括以上所述的保護(hù)模塊。本發(fā)明還構(gòu)造一種變頻器，包括以上所述的IGBT橋式開關(guān)拓?fù)?。本發(fā)明還構(gòu)造一種逆變器，包括以上所述的IGBT橋式開關(guān)拓?fù)?。本發(fā)明還構(gòu)造一種開關(guān)電源，包括以上所述的IGBT橋式開關(guān)拓?fù)?。?shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，在發(fā)生輸出短路或IGBT管上下橋臂直通短路時，通過下橋控制單元將下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓，第二電壓小于IGBT管正常工作時的正門極驅(qū)動電壓，然后向MCU反饋故障信號，因此，該方案可實(shí)現(xiàn)可靠的短路保護(hù)，且由于無需采用價格昂貴的驅(qū)動芯片，因此成本可大大降低。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種基于IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞碾娐穲D；圖2是圖1中的一種Ql隔離驅(qū)動電路電路圖；圖3是本發(fā)明基于IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路的保護(hù)模塊實(shí)施例一的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明IGBT橋式開關(guān)拓?fù)鋵?shí)施例一的電路圖；圖5是本發(fā)明IGBT橋式開關(guān)拓?fù)鋵?shí)施例二的電路圖。
具體實(shí)施例方式圖3是本發(fā)明的基于IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路的保護(hù)模塊實(shí)施例一的邏輯結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合圖1，驅(qū)動電路00中的Ql隔離驅(qū)動電路1、Q3隔離驅(qū)動電路3、Q5隔離驅(qū)動電路5、Q2隔離驅(qū)動電路2、Q4隔離驅(qū)動電路4、Q6隔離驅(qū)動電路6分別根據(jù)MCU輸出的門極驅(qū)動信號驅(qū)動IGBT管Q1、Q3、Q5、Q2、Q4、Q6。應(yīng)當(dāng)說明的是，本發(fā)明所有實(shí)施例中的橋式開關(guān)拓?fù)涠际且?個IGBT管輸出三相逆變電壓為例進(jìn)行說明的，但本發(fā)明并不限定IGBT管的數(shù)量為6，也可為4個，在IGBT管為4時，該橋式開關(guān)拓?fù)漭敵龅氖菃蜗嗄孀冸妷?。該保護(hù)模塊包括母線電流檢測單元8、閾值比較單元9、故障反饋單元10和下橋控制單元11，下面具體說明各個單元母線電流檢測單元8，用于檢測母線電流并將所檢測的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；閾值比較單元9，連接所述母線電流檢測單元8，用于將所述電壓信號與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓閾值進(jìn)行比較；下橋控制單元11，連接所述閾值比較單元9，用于在所述電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值時，將下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓，所述第二電壓小于所述下橋 IGBT管正常工作時的正門極驅(qū)動電壓；故障反饋單元10，連接所述閾值比較單元9，用于在所述電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值，且所述下橋I GBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓后，向MCU反饋故障信號，且 MCU根據(jù)所述故障信號停止輸出門極驅(qū)動信號。在圖4示出的本發(fā)明IGBT橋式開關(guān)拓?fù)鋵?shí)施例一的電路圖中，該IGBT橋式開關(guān)拓?fù)浒∕CU 7、驅(qū)動電路和六個IGBT管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，下面著重說明驅(qū)動電路，驅(qū)動電路包括Ql隔離驅(qū)動電路1、Q3隔離驅(qū)動電路3、Q5隔離驅(qū)動電路5、Q2隔離驅(qū)動電路 2、Q4隔離驅(qū)動電路4、Q6隔離驅(qū)動電路6、母線電流檢測單元8、閾值比較單元9、故障反饋單元10和下橋控制單元11。其中，Ql隔離驅(qū)動電路1、Q3隔離驅(qū)動電路3、Q5隔離驅(qū)動電路5、Q2隔離驅(qū)動電路2、Q4隔離驅(qū)動電路4、Q6隔離驅(qū)動電路6分別根據(jù)MCU 7輸出的6 個門極驅(qū)動信號控制六個IGBT管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 ；母線電流檢測單元8用于檢測母線電流并將所檢測的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，如，將采樣電阻串聯(lián)在正母線P上或?qū)⒉蓸与娮璐?lián)在負(fù)母線N上，然后檢測采樣電阻的電壓；閾值比較單元9用于將所述電壓信號與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓閾值進(jìn)行比較，該閾值比較單元可以是比較器或帶有三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源的組合電路；下橋控制單元11用于在所述電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值時，將下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓，所述第二電壓小于IGBT管正常工作時的正門極驅(qū)動電壓；故障反饋單元10用于在所述電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值，且所述下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓后，向MCU反饋故障信號，且MCU根據(jù)所述故障信號停止輸出門極驅(qū)動信號。下面說明下橋控制單元11的電路，在圖4中，光耦OPl的初級發(fā)光二極管的正極連接閾值比較單元9的第一輸出端，光耦OPl的初級發(fā)光二極管的負(fù)極連接閾值比較單元9 的第二輸出端，光耦OPl的光敏三極管的發(fā)射極連接負(fù)母線N，光耦OPl的光敏三極管的集電極分別接三極管Q7的基極、三極管Q8的基極和三極管Q9的基極，三極管Q7的集電極、 三極管Q8的集電極和三極管Q9的集電極分別接負(fù)母線N，三極管Q7的發(fā)射極、三極管Q8 的發(fā)射極和三極管Q9的發(fā)射極分別接穩(wěn)壓二極管Zl的正極、穩(wěn)壓二極管Z2的正極和穩(wěn)壓二極管Z3的正極，穩(wěn)壓二極管Zl的負(fù)極、穩(wěn)壓二極管Z2的負(fù)極和穩(wěn)壓二極管的負(fù)極分別接二極管Dl的負(fù)極、二極管D2的負(fù)極和二極管D3的負(fù)極，二極管Dl的正極、二極管D2 的正極和二極管D3的正極分別接三路下橋IGBT管Q2、Q4、Q6的門極，電容Cl連接在光耦 OPl的光敏三極管的集電極和光耦OPl的光敏三極管的發(fā)射極之間。下面結(jié)合圖4具體說明該IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞墓ぷ髟砣绻l(fā)生輸出端短路或者上下橋臂直通的情況，則流過直流母線(從P流到N)上的電流急劇增加，母線電流檢測單元8將這個故障電流檢測出來，并進(jìn)行一定比例的放大處理后，將其轉(zhuǎn)化成與故障電流成比例的故障電壓信號，送入閾值比較單元9。閾值比較單元9中包括預(yù)先設(shè)定好的一個基準(zhǔn)電壓閾值，該基準(zhǔn)電壓閾值對應(yīng)所需要保護(hù)的母線電流值。從母線電流檢測單元8送過來的故障電壓信號一旦大于基準(zhǔn)電壓閾值，則閾值比較單元9立刻輸出兩路信號。其中，一路用來驅(qū)動下橋控制單元11，另外一路用來驅(qū)動故障反饋單元10。下橋控制單元11是本發(fā)明的核心功能電路，其各部分元件的作用為光耦OPl用來接收閾值比較單元9的驅(qū)動信號，并控制三極管Q7、Q8、Q9同時導(dǎo)通，為了保證光耦OPl 的響應(yīng)速度，可以采用快速光耦器件。電容Cl用于濾除雜訊干擾信號。三極管Q7、Q8、Q9 利用下橋IGBT管Q2、Q4、Q6的正門極驅(qū)動電壓而導(dǎo)通，當(dāng)某一時刻Q2、Q4、Q6之中有任何 IGBT管處于負(fù)門極驅(qū)動電壓時，與此IGBT管相連的三極管就不會導(dǎo)通。穩(wěn)壓二極管Z1、 Z2、Z3用于設(shè)定下橋IGBT管Q2、Q4、Q6在故障狀態(tài)下(此時MCU 7的門極驅(qū)動信號未取消)的第二電壓。通過調(diào)整穩(wěn)壓二極管Zl、Z2、Z3的穩(wěn)壓值(以Vz來表示)，就可以使處于過流或短路故障狀態(tài)的下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓下降到約等于Vz的水平(即第二電壓)。需要注意的是穩(wěn)壓二極管Z1、Z233的穩(wěn)壓值必須小于IGBT管正常工作時的正門極驅(qū)動電壓。二極管Dl、D2、D3為快速恢復(fù)二極管或者肖特基二極管，用于阻擋下橋IGBT 管Q2、Q4、Q6的負(fù)門極驅(qū)動電壓，同時避免下橋IGBT管Q2、Q4、Q6的正門極驅(qū)動電壓之間的相互影響。應(yīng)當(dāng)說明的是，在另一個實(shí)施例中，三極管Q7、Q8、Q9也可省去。下橋控制單元11的工作原理詳述如下當(dāng)閾值比較單元9給光耦OPl送來驅(qū)動信號，光耦OPl的初級發(fā)光二極管發(fā)光，光耦OPl的次級光敏三極管即開始導(dǎo)通，此時下橋 IGBT管Q2、Q4、Q6之中所有處于正門極驅(qū)動電壓下的IGBT管都能給與之相連的三極管提供一個基極偏置電流促使該三極管導(dǎo)通。例如假設(shè)在某一時刻橋式開關(guān)拓?fù)涮幱谡９ぷ鳡顟B(tài)，其中的IGBT管Q1、Q4、Q6都導(dǎo)通，在此基礎(chǔ)上，由于外界的干擾信號，造成Q2隔離驅(qū)動電路2輸出了一個正門極驅(qū)動電壓給下橋IGBT管Q2，造成了下橋IGBT管Q2的誤導(dǎo)通， 此時由于IGBT管Q1、Q2都導(dǎo)通(稱之為橋臂直通)，會在IGBT管Ql和IGBT管Q2之間流過巨大的短路電流，這個短路電流被檢測出來，并使光耦OPl的次級導(dǎo)通，由于IGBT管Q2、 Q4、Q6都處于正門極驅(qū)動電壓下，則與IGBT管Q2的門極相連的二極管Dl導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管 Zl被擊穿，三極管Q7導(dǎo)通，將IGBT管Q2的正門極驅(qū)動電壓鉗位在約等于Zl的穩(wěn)壓值(即第二電壓)。同樣的道理，與IGBT管Q4的門極相連的二極管D2導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管Z2被擊穿，三極管Q8導(dǎo)通，將IGBT管Q4的正門極驅(qū)動電壓鉗位在約等于Z2的穩(wěn)壓值(即第二電壓)；與IGBT管Q6的門極相連的二極管D3導(dǎo)通，穩(wěn)壓二極管被擊穿，三極管Q9導(dǎo)通， 將IGBT管Q6的正門極驅(qū)動電壓鉗位在約等于的穩(wěn)壓值(即第二電壓)。根據(jù)IGBT的特性，當(dāng)正門極驅(qū)動電壓減小，其集電極和發(fā)射極之間的內(nèi)阻會變大，現(xiàn)在IGBT管Q2、Q4、 Q6的正門極驅(qū)動電壓都由于穩(wěn)壓二極管Z1、Z233的鉗位作用而減小，其導(dǎo)通內(nèi)阻變大，起到迅速抑制流過IGBT管Ql、Q2、Q4、Q6的電流的作用，整個橋式開關(guān)拓?fù)渲械碾娏鞯玫揭种疲拗屏?IGBT管集電極上的du/dt，減小IGBT管集電極上的過電壓尖峰，保證IGBT管在故障期間不受損壞。故障反饋單元10的作用是將故障信息通過隔離和濾波后反饋給MCU 7，這個故障反饋信號的傳輸時間設(shè)定為比下橋控制單元11的動作時間滯后，有利于光耦OPl在MCU接收到故障反饋信號之前就導(dǎo)通，使下橋IGBT管Q2、Q4、Q6的正門極驅(qū)動電壓先處于第二電壓，再由MCU 7停止發(fā)送IGBT管的門極驅(qū)動信號，使六路隔離驅(qū)動電路1、3、5、2、4、6的輸出封鎖，IGBT管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6停止工作。圖5是本發(fā)明IGBT橋式開關(guān)拓?fù)鋵?shí)施例二的電路圖，應(yīng)當(dāng)說明的是，該IGBT橋式開關(guān)拓?fù)鋵?shí)施例與圖4所示的IGBT橋式開關(guān)拓?fù)鋵?shí)施例一的相同部分在此不做贅述，以下僅說明不同的部分在下橋控制單元11中，光耦0P2的初級發(fā)光二極管的正極連接閾值比較單元9的第一輸出端，光耦0P2的初級發(fā)光二極管的負(fù)極連接閾值比較單元9的第二輸出端，光耦0P2的光敏三極管的發(fā)射極連接負(fù)母線N，光耦0P2的光敏三極管的集電極接三極管QlO的基極，三極管QlO的集電極接負(fù)母線N，三極管QlO的發(fā)射極接穩(wěn)壓二極管Z4的正極，穩(wěn)壓二極管Z4的負(fù)極接二極管D4的負(fù)極、二極管D5的負(fù)極和二極管D6的負(fù)極，二極管D4的正極、二極管D5的正極和二極管D6的正極分別接三路下橋IGBT管Q2、Q4、Q6的門極。該實(shí)施例中的下橋控制單元11的工作原理如圖4所示的下橋控制單元11的原理相同，在此不做贅述。實(shí)施本實(shí)施例的技術(shù)方案，除能實(shí)現(xiàn)可靠的短路保護(hù)外，電路更加簡單。另外，在本發(fā)明所構(gòu)造的變頻器、逆變器、開關(guān)電源中，都可包括以上所述的IGBT 橋式開關(guān)拓?fù)洌诖瞬辉儋樖?。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路的保護(hù)模塊，該驅(qū)動電路用于根據(jù)MCU輸出的門極驅(qū)動信號驅(qū)動I GBT管，其特征在于，所述保護(hù)模塊包括母線電流檢測單元，用于檢測母線電流并將所檢測的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；閾值比較單元，連接所述母線電流檢測單元，用于將所述電壓信號與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓閾值進(jìn)行比較；下橋控制單元，連接所述閾值比較單元，用于在所述電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值時，將下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓，所述第二電壓小于所述下橋IGBT管正常工作時的正門極驅(qū)動電壓；故障反饋單元，連接所述閾值比較單元，用于在所述電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值，且所述下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓后，向MCU反饋故障信號，且MCU根據(jù)所述故障信號停止輸出正門極驅(qū)動信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)模塊，其特征在于，所述下橋控制單元包括第一光耦、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管和第三穩(wěn)壓二極管， 其中，所述第一光耦的初級發(fā)光二極管的正極連接所述閾值比較單元的第一輸出端，所述第一光耦的初級發(fā)光二極管的負(fù)極連接所述閾值比較單元的第二輸出端，所述第一光耦的光敏三極管的發(fā)射極連接負(fù)母線，所述第一光耦的光敏三極管的集電極分別接第一穩(wěn)壓二極管的正極、第二穩(wěn)壓二極管的正極和第三穩(wěn)壓二極管的正極，第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極、第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和第三穩(wěn)壓二極管的負(fù)極分別接第一二極管的負(fù)極、第二二極管的負(fù)極和第三二極管的負(fù)極，第一二極管的正極、第二二極管的正極和第三二極管的正極分別接三路下橋IGBT管的門極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)模塊，其特征在于，所述下橋控制單元還包括第一三極管、第二三極管和第三三極管，其中，第一三極管的發(fā)射極、第二三極管的發(fā)射極和第三三極管的發(fā)射極分別接第一穩(wěn)壓二極管的正極、第二穩(wěn)壓二極管的正極和第三穩(wěn)壓二極管的正極，第一三極管的基極、第二三極管的基極和第三三極管的基極分別接所述第一光耦的光敏三極管的集電極，第一三極管的集電極、第二三極管的集電極和第三三極管的集電極分別接負(fù)母線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)模塊，其特征在于，所述下橋控制單元包括第二光耦、第四二極管、第五二極管、第六二極管和第四穩(wěn)壓二極管，其中，所述第二光耦的初級發(fā)光二極管的正極連接所述閾值比較單元的第一輸出端，所述第二光耦的初級發(fā)光二極管的負(fù)極連接所述閾值比較單元的第二輸出端，所述第二光耦的光敏三極管的發(fā)射極連接負(fù)母線， 所述第二光耦的光敏三極管的集電極接第四穩(wěn)壓二極管的正極，第四穩(wěn)壓二極管的負(fù)極分別接第四二極管的負(fù)極、第五二極管的負(fù)極和第六二極管的負(fù)極，第四二極管的正極、第五二極管的正極和第六二極管的正極分別接三路下橋IGBT管的門極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保護(hù)模塊，其特征在于，所述下橋控制單元還包括第四三極管，所述第四三極管的發(fā)射極接第四穩(wěn)壓二極管的正極，所述第四三極管的基極接所述第二光耦的光敏三極管的集電極，所述第四三極管的集電極接負(fù)母線。
6.一種基于IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路，用于根據(jù)MCU輸出的門極驅(qū)動信號驅(qū)動I GBT管，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的保護(hù)模塊。
7.—種IGBT橋式開關(guān)拓?fù)?，包括MCU，及用于根據(jù)MCU輸出的門極驅(qū)動信號驅(qū)動IGBT管的驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的保護(hù)模塊。
8.一種變頻器，其特征在于，包括權(quán)利要求7所述的IGBT橋式開關(guān)拓?fù)洹?br> 9.一種逆變器，其特征在于，包括權(quán)利要求7所述的IGBT橋式開關(guān)拓?fù)洹?br> 10.一種開關(guān)電源，其特征在于，包括權(quán)利要求7所述的IGBT橋式開關(guān)拓?fù)洹?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于變頻器、逆變器、開關(guān)電源的基于IGBT橋式開關(guān)拓?fù)涞尿?qū)動電路及其保護(hù)模塊，該保護(hù)模塊包括母線電流檢測單元，用于檢測母線電流并將所檢測的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；閾值比較單元，用于將電壓信號與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓閾值進(jìn)行比較；下橋控制單元，用于在電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值時，將下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓，第二電壓小于IGBT管正常工作時的正門極驅(qū)動電壓；故障反饋單元，用于在電壓信號大于基準(zhǔn)電壓閾值，且下橋IGBT管的正門極驅(qū)動電壓穩(wěn)壓至第二電壓后，向MCU反饋故障信號，且MCU根據(jù)故障信號停止輸出門極驅(qū)動信號。實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，能實(shí)現(xiàn)可靠的短路保護(hù)，且成本低。
文檔編號H02M7/537GK102377326SQ20101025863
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者金昕明 申請人:深圳市澳地特電氣技術(shù)有限公司