專利名稱：具有自鎖功能的絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有自鎖功能的絕緣柵雙極晶 體管驅(qū)動模塊。
背景技術(shù)：
絕緣柵雙極晶體管(IGBT)驅(qū)動模塊的過流保護(hù)通常無自鎖功能，過流保護(hù)時，只 具有當(dāng)前脈沖軟關(guān)斷功能，而不是完全關(guān)閉；如果存在過流，只能將正常的驅(qū)動信號變成一 系列降幅脈沖，導(dǎo)致器件在過流狀態(tài)下連續(xù)工作，而連續(xù)工作可能導(dǎo)致器件損壞。這就要求 過流檢測時，防誤觸發(fā)和保證軟關(guān)斷后，能自動鎖定過流信號，并終止其輸出；現(xiàn)有的IGBT 驅(qū)動模塊無法滿足該要求，同時，常規(guī)IGBT驅(qū)動模塊使用的集成電路多為塑封產(chǎn)品或陶瓷 封裝產(chǎn)品，電阻、電容、二極管、三極管、穩(wěn)壓管多為直插或貼片元器件，使得驅(qū)動電路模塊 的體積較大，模塊的工作溫度范圍較低窄，只有_40°C 85°C，無法滿足某些特殊用途的要 求。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種具有自鎖功 能的絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動模塊，在過流保護(hù)時能夠自鎖，而且能在較寬的溫度范圍內(nèi)工作。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，具有自鎖功能的絕緣柵雙極 晶體管驅(qū)動模塊，包括光耦1、接口電路2和驅(qū)動電路，驅(qū)動電路包括門關(guān)斷電路3、放大隔 離電路4、定時復(fù)位電路5、鎖存電路6和檢測電路7，門關(guān)斷電路3、放大隔離電路4、定時復(fù) 位電路5和鎖存電路6分別與接口電路2相連接，鎖存電路6與檢測電路7相連接，門關(guān)斷 電路3還與放大隔離電路4相連接。本實(shí)用新型驅(qū)動模塊采用放大隔離電路、定時復(fù)位電路、檢測電路、鎖存電路和門 關(guān)斷電路，通過自檢，確定電壓正常輸出或輸出關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)時的可靠關(guān)斷、自鎖 功能，避免了器件的損壞。采用集成電路芯片作為比較器，縮小了體積。同時，能在_55°C 125°C的溫度范圍內(nèi)工作。

圖1是本實(shí)用新型驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型驅(qū)動模塊中驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，1.光耦，2.接口電路，3.門關(guān)斷電路，4.放大隔離電路，5.定時復(fù)位電路， 6.鎖存電路，7.檢測電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，本實(shí)用新型驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)，包括依次相連接的光耦1、接口電路2和 放大隔離電路4，接口電路2還分別與門關(guān)斷電路3、鎖存電路6和定時復(fù)位電路5相連接，門關(guān)斷電路3與放大隔離電路4相連接，鎖存電路6分別與定時復(fù)位電路5和檢測電路7 相連接；門關(guān)斷電路3、放大隔離電路4、定時復(fù)位電路5、鎖存電路6和檢測電路7構(gòu)成驅(qū) 動電路。本實(shí)用新型驅(qū)動模塊中驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，包括第一光耦I(lǐng)C1，第一光 耦I(lǐng)Cl中發(fā)光二極管的正極與第三電阻R3的一端相連接，第三電阻R3的另一端接正輸入 信號Vin+，第一光耦I(lǐng)Cl中發(fā)光二極管的負(fù)極接負(fù)輸入信號Vin-，第一光耦I(lǐng)Cl中三極管 的基極分別與第七電阻R7的一端、第二電容C2的一端、第一電阻Rl的一端、第一穩(wěn)壓管 VDl的負(fù)極和第八電阻R8的一端相連接，第一光耦I(lǐng)Cl中三極管的集電極分別與第七電阻 R7的另一端和比較器IC2的4腳相連接，第一光耦I(lǐng)Cl中三極管的發(fā)射極分別與第二電容 C2的另一端、第一穩(wěn)壓管VDl的正極、第十電阻RlO的一端和第三電容C3的一端相連接；第 一電阻Rl的另一端接正電源VCC，第八電阻R8的另一端分別與第十電阻RlO的另一端、第 三電容C3的另一端和比較器IC2的5腳相連接。比較器IC2的2腳分別與第二電阻R2的 一端、第二二極管D2的正極、第三三極管Q3的基極、第三二極管D3的負(fù)極和第二三極管Q2 的基極相連接，第二電阻R2的另一端和比較器IC2的3腳接正電源VCC，比較器IC2的12 腳接負(fù)電源VEE ；第二三極管Q2的發(fā)射極分別與第三二極管D3的正極和第四三極管Q4的 基極相連接，第二三極管Q2的集電極分別與正電源VCC和第四三極管Q4的集電極相連接； 第三三極管Q3的集電極與第五三極管Q5的集電極、第四三極管Q4的發(fā)射極和信號輸出端 Vout相連接，第五三極管Q5的基極分別與第三三極管Q3的發(fā)射極和第二十二電阻R22的 一端相連接，第二十二電阻R22的另一端與第五三極管Q5的發(fā)射極相連接。第二二極管D2的負(fù)極分別與第十二電阻R12的一端、第一三極管Ql的發(fā)射極、第 十九電阻R19的一端和第一二極管Dl的正極相連接，第十二電阻R12的另一端與第四電容 C4的一端相連接，第四電容C4的另一端接負(fù)電源VEE。第一三極管Ql的集電極接正電源 VCC。第一二極管Dl的負(fù)極與第五電阻R5的一端相連接，第五電阻R5的另一端分別與 第一電容Cl的一端、第六電阻R6的一端和比較器IC2的7腳相連接，第一電容Cl的另一 端和第六電阻R6的另一端分別接負(fù)電源VEE。比較器IC2的1腳與第九電阻R9的一端相 連接，第九電阻R9的另一端分別與比較器IC2的5腳和比較器IC2的9腳相連接，比較器 IC2的14腳分別與第六二極管D6的負(fù)極、第十一電阻Rll的一端和第二十電阻R20的一端 相連接，第十一電阻Rll的另一端與第一三極管Ql的基極相連接；第二十電阻R20的另一 端分別與第二十一電阻R21的一端、第七三極管Q7的基極、第二穩(wěn)壓管VD2的負(fù)極和輸出 時間調(diào)整端DET2相連接；第二i^一電阻R21的另一端接正電源VCC ；第二穩(wěn)壓管VD2的正 極與第七二極管D7的正極相連接，第七二極管D7的負(fù)極與第二十三電阻R23—端相接，第 二十三電阻R23的另一端與電壓監(jiān)測端DET相連接。第六二極管D6的正極分別與第十三 電阻R13的一端、第十四電阻R14的一端、比較器IC2的6腳和比較器IC2的11腳相連接， 第十三電阻R13的另一端分別與接正電源VCC，第十四電阻R14的另一端接負(fù)電源VEE。比較器IC2的10腳分別與第十五電阻R15的一端和第十六電阻R16的一端相連 接，第十五電阻R15的另一端與第三二極管D4的正極相連接；第四二極管D4的負(fù)極、第 十九電阻R19的另一端、第六三極管Q6的集電極和第五二極管D5的負(fù)極與故障信號輸出 端i^out相連接，第六三極管Q6的發(fā)射極接負(fù)電源VEE，第六三極管Q6的基極分別與比較器IC2的13腳和第十七電阻R17的一端相連接，第十七電阻R17的另一端接正電源VCC。第 十六電阻R16的另一端與第七三極管Q7的發(fā)射極相連接，第七三極管Q7的集電極接正電 源 VCC。第五二極管D5的負(fù)極與第十八電阻R18的一端相連接，第十八電阻R18的另一端 與比較器IC2的8腳相連接。第三電阻R3、第一光耦I(lǐng)C1、第七電阻R7、第二電容C2、第一穩(wěn)壓管VD1、第一電阻 R1、第八電阻R8、第十電阻R10、第三電容C3、比較器IC2、第二電阻R2、第三二極管D3、第 二三極管Q2、第四三極管Q4、第三三極管Q3、第五三極管Q5和第二十二電阻R22組成放大 隔離電路4。第一二級管D1、第五電阻R5、第一電容Cl、第六電阻R6、第九電阻R9、第十三電阻 R13、第十四電阻R14、第六二級管D6和第2比較器IC2組成定時復(fù)位電路5。第二十三電阻R23、第七二極管D7、第二穩(wěn)壓管VD2、第七三極管Q7、第十六電阻 R16、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第四電阻R4、第十五電阻R15、第四二極管D4、第十七 電阻R17、第十八電阻R18、第五二極管D5、第六三極管Q6、第十九電阻R19、第i^一電阻 R11、第二十電阻R20、第二十一電阻R21和第一三極管Ql共同組成檢測電路7與門關(guān)斷電 路3。第二二極管D2、第十二電阻R12、第四電容C4、第十九電阻R19和第六三極管Q6組 成鎖存電路6。第一光耦I(lǐng)Cl采用6附37光電耦合器。 比較器IC2采用LM139集成電路芯片。 本實(shí)用新型驅(qū)動模塊電源接通后，首先進(jìn)行自檢，當(dāng)檢測端輸入信號正常時，輸出 端輸出正電電壓，驅(qū)動IGBT正常工作；當(dāng)檢測端輸入信號異常時，模塊判定為電路短路，立 即通過控制信號將輸出關(guān)斷，使輸出端輸出低電平，將IGBT的GE兩端置于負(fù)向偏置，可靠 關(guān)斷；同時，輸出故障信號使故障輸出端為低電平，從而驅(qū)動外接的保護(hù)電路工作。延時 1 2S后，若檢測到輸入信號端為高電平時，則驅(qū)動電路恢復(fù)為原始狀態(tài)。此電路驅(qū)動功 率大；內(nèi)部有定時邏輯短路保護(hù)電路，同時具有延時保護(hù)特性；具有可靠通斷措施(雙電源 供電)；體積小、工作溫度范圍寬，精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.具有自鎖功能的絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動模塊，包括光耦(1)、接口電路(2)和驅(qū)動 電路，其特征在于，所述的驅(qū)動電路包括門關(guān)斷電路(3)、放大隔離電路(4)、定時復(fù)位電路 (5)、鎖存電路(6)和檢測電路(7)，門關(guān)斷電路(3)、放大隔離電路(4)、定時復(fù)位電路(5)和 鎖存電路(6)分別與接口電路(2)相連接，鎖存電路(6)與檢測電路(7)相連接，門關(guān)斷電 路(3)還與放大隔離電路(4)相連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的驅(qū)動模塊，其特征在于，所述的驅(qū)動電路包括第一光耦 (IC1)，第一光耦(ICl)中發(fā)光二極管的正極與第三電阻(R3)的一端相連接，第三電阻(R3) 的另一端接正輸入信號，第一光耦(ICl)中發(fā)光二極管的負(fù)極接負(fù)輸入信號，第一光耦 (ICl)中三極管的基極分別與第七電阻(R7)的一端、第二電容(C2)的一端、第一電阻(Rl) 的一端、第一穩(wěn)壓管(VDl)的負(fù)極和第八電阻(R8)的一端相連接，第一光耦(ICl)中三極管 的集電極分別與第七電阻(R7)的另一端和比較器(IC2)的4腳相連接，第一光耦(ICl)中 三極管的發(fā)射極分別與第二電容(C2)的另一端、第一穩(wěn)壓管(VDl)的正極、第十電阻(RlO) 的一端和第三電容(C3)的一端相連接；第一電阻(Rl)的另一端接正電源，第八電阻(R8)的 另一端分別與第十電阻(RlO)的另一端、第三電容(C3)的另一端和比較器(IC2)的5腳相 連接，比較器(IC2)的2腳分別與第二電阻(R2)的一端、第二二極管(D2)的正極、第三三極 管(Q3)的基極、第三二極管(D3)的負(fù)極和第二三極管(Q2)的基極相連接，第二電阻(R2) 的另一端和比較器(IC2)的3腳接正電源，比較器(IC2)的12腳接負(fù)電源；第二三極管 (Q2)的發(fā)射極分別與第三二極管(D3)的正極和第四三極管(Q4)的基極相連接，第二三極 管(Q2)的集電極分別與正電源和第四三極管(Q4)的集電極相連接；第三三極管(Q3)的集 電極與第五三極管(Q5)的集電極和第四三極管(Q4)的發(fā)射極和信號輸出端Vout相連接， 第五三極管(Q5)的基極分別與第三三極管(Q3)的發(fā)射極和第二十二電阻(R22)的一端相 連接，第二十二電阻(R22)的另一端與第五三極管(Q5)的發(fā)射極相連接；第二二極管(D2) 的負(fù)極分別與第十二電阻(R12)的一端、第一三極管(Ql)的發(fā)射極、第十九電阻(R19)的一 端和第一二極管(Dl)的正極相連接，第十二電阻(R12)的另一端與第四電容(C4)的一端相 連接，第四電容(C4)的另一端接負(fù)電源，第一三極管(Ql)的集電極接正電源；第一二極管 (Dl)的負(fù)極與第五電阻(R5)的一端相連接，第五電阻(R5)的另一端分別與第一電容(Cl) 的一端、第六電阻(R6)的一端和比較器(IC2)的7腳相連接，第一電容(Cl)的另一端和第 六電阻(R6)的另一端分別接負(fù)電源，比較器(IC2)的1腳與第九電阻(R9)的一端相連接， 第九電阻(R9)的另一端分別與比較器(IC2)的5腳和比較器(IC2)的9腳相連接，比較器 (IC2)的14腳分別與第六二極管(D6)的負(fù)極、第十一電阻(Rll)的一端和第二十電阻(R20) 的一端相連接，第十一電阻(Rll)的另一端與第一三極管(Ql)的基極相連接；第二十電阻 (R20)的另一端分別與第二十一電阻(R21)的一端、第七三極管(Q7)的基極、第二穩(wěn)壓管 (VD2)的負(fù)極和輸出時間調(diào)整端DET2相連接；第二十一電阻R21的另一端接正電源；第二 穩(wěn)壓管(VD2)的正極與第七二極管(D7)的正極相連接，第七二極管(D7)的負(fù)極與第二十三 電阻(R23)—端相接，第二十三電阻(R23)的另一端與電壓監(jiān)測端DET相連接；第六二極管 (D6)的正極分別與第十三電阻(R13)的一端、第十四電阻(R14)的一端、比較器(IC2)的6 腳和比較器(IC2)的11腳相連接，第十三電阻(R13)的另一端分別與接正電源，第十四電 阻(R14)的另一端接負(fù)電源VEE ；比較器(IC2)的10腳分別與第十五電阻(R15)的一端和 第十六電阻(R16)的一端相連接，第十五電阻(R15)的另一端與第三二極管(D4)的正極相連接；第四二極管(D4)的負(fù)極、第十九電阻(R19)的另一端、第六三極管(Q6)的集電極和第 五二極管(D5)的負(fù)極與故障信號輸出端Rmt相連接，第六三極管(Q6)的發(fā)射極接負(fù)電源， 第六三極管(Q6)的基極分別與比較器(IC2)的13腳和第十七電阻(R17)的一端相連接，第 十七電阻(R17)的另一端接正電源，第十六電阻(R16)的另一端與第七三極管(Q7)的發(fā)射 極相連接，第七三極管(Q7)的集電極接正電源；第五二極管(D5)的負(fù)極與第十八電阻(R18)的一端相連接，第十八電阻(R18)的另一 端與比較器(IC2)的8腳相連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的驅(qū)動模塊，其特征在于，所述的第一光耦(ICl)采用6W37光 電華禹合器。
4.按照權(quán)利要求2所述的驅(qū)動模塊，其特征在于，所述的比較器(IC2)采用LM139集 成電路芯片。
專利摘要具有自鎖功能的絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動模塊，包括光耦、接口電路和驅(qū)動電路，驅(qū)動電路包括門關(guān)斷電路、放大隔離電路、定時復(fù)位電路、鎖存電路和檢測電路，門關(guān)斷電路、放大隔離電路、定時復(fù)位電路和鎖存電路分別與接口電路相連接，鎖存電路與檢測電路相連接，門關(guān)斷電路還與放大隔離電路相連接。本實(shí)用新型驅(qū)動模塊在過流保護(hù)時能夠自鎖，能在-55℃～125℃的溫度范圍內(nèi)工作，且體積較小。
文檔編號H02H7/10GK201854175SQ20102058530
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者劉豫, 同軍軍, 鄭江信 申請人:天水華天微電子股份有限公司