IGBT的一种驱动和过流保护电路的设计
正常工作时:
当控制电路送来高电平信号时,光耦6N137导通,V1、V2截止,V3导通而V4截止,该驱动电路向IBGT提供+15V的驱动开启电压,使IGBT开通。
当控制电路送来低电平信号时,光耦6N137截至,VI、V2导通。V4导通而v3截止,该驱动电路向IBGT提供-5v的电压,使IGBT关闭。
当过流时:
当电路出现短路故障时,上、下桥直通此时+15V的电压几乎全加在IGBT上.产生很大的电流,此时在短路信号检测电路中v2截止,A点的电位取决于D1、R6、R7和Vces的分压决定,当主电路正常工作时,且IGBT导通时,A点保持低电平,从而低于B点电位。所有A1输出低电平,此时V5截止,而c点为高电平,所以正常工作时。输入到光耦6N137的信号始终和输出保持一致。当发生过流时,IGBT集电极退饱和,A点电位升高,当高于B电位(即是所设置的电位)时,即是当电流超过设计定值时,A1翻转而输出高电平,V5导通,从而将C点的电位箝在低电位状态,使与门4081始终输出低电平,即无论控制电路送来是高电平或是低电平,输人到光耦6N137的信号始终都是低电平,从而关断功率管。从而达到过流保护。直到将电路的故障排除后,重新启动电路。
4 仿真与实验
本设计电路在orCAD软件的仿真图形如下:
向驱动电路输入,高电平为+15v,低电平为-5v的方波信号。IGBT的输出波形如图3所示:
图3 IGBT输出信号
根据前面的原理和分析,该电路的实际电路输出波形如图4所示:
图4实际电路输出波形
5 结论
(1)该驱动电路能够为IGBT提供+15v和-5V驱动电压确保IGBT的开通和关断。
(2)具有过流保护功能,当过流时,保护电路起作用,及时的关断IGBT,防止IGBT损坏。
(3)本电路的可根据负载的需要动态调节最大电流,可以有很广的使用范围。
(4)本设计采用分立元件组成驱动电路,降低整个系统的成本。
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