一種集成化igbt驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及IGBT驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置，適用于1700V及以下采用EconoDual封裝的IGBT半橋模塊的驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合，如整流器、逆變器等。
【背景技術(shù)】
[0002]在1700V及以下的較大功率IGBT應(yīng)用場(chǎng)合，采用17mm EconoDual封裝的IGBT半橋模塊不僅在結(jié)構(gòu)布局方面容易獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)，也更有利于系統(tǒng)緊湊，產(chǎn)品小型化。目前應(yīng)用于IGBT的驅(qū)動(dòng)方案主要為采用光電隔離技術(shù)的分離器件或厚膜驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路以及采用一些廠家開發(fā)的變壓器經(jīng)過(guò)抗干擾處理的即插即用型的磁隔離集成驅(qū)動(dòng)器。采用分離器件設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路一般是將單塊電路板直接安裝在電磁干擾極其強(qiáng)烈的IGBT半橋模塊上方，因驅(qū)動(dòng)裝置中易受干擾的核心驅(qū)動(dòng)控制電路很難經(jīng)受大電流(如短路)工況下的高強(qiáng)度電磁干擾，經(jīng)常出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置誤報(bào)警、誤動(dòng)作等問(wèn)題，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。而采用即插即用型驅(qū)動(dòng)器則不僅有成本昂貴的問(wèn)題，而且驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的靈活性及接口也都受局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動(dòng)效果好、抗干擾能力強(qiáng)，成本低、接口靈活。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方案如下:
[0005]一種集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置，包括:核心控制上板200、IGBT接口下板100和IGBT模塊，所述核心控制上板與IGBT接口下板通過(guò)單排插針插座連接，IGBT接口下板通過(guò)焊盤直接與IGBT模塊連接成一個(gè)整體；其中核心控制上板與IGBT接口下板之間配置有防止震動(dòng)的塑膠螺柱固定連接；其中位于核心控制上板與IGBT模塊之間平行放置的IGBT接口下板設(shè)置為屏蔽強(qiáng)電磁干擾源的IGBT模塊對(duì)核心控制上板干擾的屏蔽層板；其中的單排插針插座、塑膠螺柱便于驅(qū)動(dòng)裝置的拆裝，或?qū)⒑诵目刂粕习宓牟遽樦苯雍秆b在IGBT接口下板上，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)器連接可靠性，用在震動(dòng)強(qiáng)烈的場(chǎng)合。
[0006]一種集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置，所述核心控制上板200上設(shè)置有易受干擾的核心驅(qū)動(dòng)控制電路，包括:5V電源電路、輸入PWM整形電路、故障信號(hào)鎖存電路、DC/DC電源模塊、光電隔離驅(qū)動(dòng)電路、推挽輸出電路、短路保護(hù)電路、欠壓檢測(cè)電路、故障反饋電路，所述輸入PWM整形電路由上橋臂PWM整形電路、下橋臂PWM整形電路組成；
[0007]上橋臂PWM整形電路、下橋臂PWM整形電路的輸入端分別通過(guò)單排插針220、IGBT接口下板上的單排插座120與驅(qū)動(dòng)器接口端子110對(duì)應(yīng)的上橋臂端、下橋臂端相連；
[0008]上橋臂PWM整形電路、下橋臂PWM整形電路的輸出端分別通過(guò)上、下橋臂的光電隔離驅(qū)動(dòng)電路與上橋臂的推挽輸出電路、下橋臂的推挽輸出電路相連，上橋臂的推挽輸出電路、下橋臂的推挽輸出電路的輸出端分別通過(guò)單排插針230、240與IGBT接口下板的驅(qū)動(dòng)電阻、鉗位吸收電路相連；
[0009]上橋臂的推挽輸出電路、下橋臂的推挽輸出電路的輸出端分別通過(guò)上、下橋臂的欠壓檢測(cè)電路與上、下橋臂的故障反饋電路相連；上、下橋臂的故障反饋電路的輸出端通過(guò)故障信號(hào)鎖存電路分別通過(guò)單排插針220、IGBT接口下板上的單排插座120與驅(qū)動(dòng)器接口端子110對(duì)應(yīng)的反饋端相連；
[0010]其中上、下橋臂的故障反饋電路的另一輸入端通過(guò)短路保護(hù)電路與IGBT接口下板上的Vce檢測(cè)電路相連；
[0011]其中上、下橋臂的光電隔離驅(qū)動(dòng)電路和推挽輸出電路的電源端分別通過(guò)上、下橋臂的DC/DC電源模塊分別通過(guò)單排插針220、IGBT接口下板上的單排插座120與驅(qū)動(dòng)器接口端子110對(duì)應(yīng)的電源端相連；所述上、下橋臂的光電隔離驅(qū)動(dòng)電路的電源端與上、下橋臂的故障反饋電路的電源端相連。
[0012]一種集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置，所述核心控制上板200為印制板，印制板的兩側(cè)上設(shè)置有為IGBT接口下板固定IGBT模塊的引出插針及安裝孔位置的內(nèi)向凹槽201、202、205、206，核心控制上板200的中部設(shè)置有為加強(qiáng)上下板固定而布置的安裝塑膠支柱螺釘?shù)娜齻€(gè)開孔206，三個(gè)開孔206中部設(shè)置有設(shè)置有電氣隔離的開槽203、204、207。
[0013]—種集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置，所述IGBT接口下板100上設(shè)置的IGBT接口電路，包括:上橋臂、下橋臂的驅(qū)動(dòng)電阻鉗位吸收電路，上橋臂、下橋臂的Vce檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)器接口端子110;
[0014]所述上橋臂的驅(qū)動(dòng)電阻鉗位吸收電路、Vce檢測(cè)電路的一端分別通過(guò)單排插座130與核心控制上板200上的單排插針230相連，另一端分別通過(guò)焊盤102、103與IGBT模塊上橋臂端的插針連接；
[0015]所述下橋臂的驅(qū)動(dòng)電阻鉗位吸收電路、Vce檢測(cè)電路的一端分別通過(guò)單排插座140與核心控制上板200上的單排插針240相連，另一端分別通過(guò)焊盤104、105與IGBT模塊下橋臂端的插針連接；
[0016]所述驅(qū)動(dòng)器接口端子110通過(guò)單排插座120與核心控制上板上的插排220相連；其中的Vce檢測(cè)電路為高壓二極管構(gòu)成；
[0017]其中，上橋臂端的焊盤102為IGBT模塊上橋臂端的插針與上橋臂的驅(qū)動(dòng)電阻鉗位吸收電路相連的焊盤位，上橋臂端的焊盤103為IGBT模塊上橋臂端的插針與上橋臂的Vce檢測(cè)電路相連的焊盤位；下橋臂端的焊盤104為IGBT模塊下橋臂端的插針與下橋臂的驅(qū)動(dòng)電阻鉗位吸收電路相連的焊盤位，下橋臂端的焊盤105為IGBT模塊上橋臂端的插針與下橋臂的Vce檢測(cè)電路相連的焊盤位；IGBT接口下板100的印制板上設(shè)置有固定IGBT模塊的開孔101、安裝塑膠支柱螺釘?shù)拈_孔106。
[0018]一種集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置，所述核心控制上板的DC/DC電源模塊為給上、下橋臂驅(qū)動(dòng)輸出電路供電的兩個(gè)電源模塊。
[0019]由于采用如上所述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)越性:
[0020]本實(shí)用新型采用光電隔離方案的分立器件構(gòu)成的一種集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置，由核心控制上板和IGBT接口下板共兩塊電路板共同構(gòu)成，核心控制上板和IGBT接口下板通過(guò)單排插針連接，IGBT接口下板通過(guò)焊盤直接與IGBT連接成一個(gè)整體。該核心控制上板的DC/DC電源模塊不同于傳統(tǒng)的采用一個(gè)電源模塊給上、下橋臂驅(qū)動(dòng)輸出電路直接供電，而是采用兩個(gè)模塊分別給上、下橋臂驅(qū)動(dòng)輸出電路供電，從而保證一個(gè)電源模塊損壞時(shí)另一路仍正常工作，避免因電源模塊故障而導(dǎo)致橋臂直通損壞器件問(wèn)題。
[0021]本實(shí)用新型提供的集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置采用將易受干擾的核心驅(qū)動(dòng)控制電路和不易受干擾的IGBT接口電路分離后，分別布置在核心控制上板和IGBT接口下板上，從而方便實(shí)現(xiàn)處理低電壓、弱信號(hào)的核心驅(qū)動(dòng)控制電路最優(yōu)化布局，增強(qiáng)抗干擾能力，提高驅(qū)動(dòng)效果；而直接參與高電壓、強(qiáng)信號(hào)的IGBT接口電路布板時(shí)可增加參考地覆銅面積，提高器件散熱能力，也很容易做到減小驅(qū)動(dòng)回路雜散電感的效果，從而提高驅(qū)動(dòng)裝置的可靠性和驅(qū)動(dòng)效果。
[0022]本實(shí)用新型的核心控制上板與IGBT接口下板由于是平行放置，IGBT接口下板通過(guò)焊盤直接與IGBT連接，對(duì)IGBT接口下板來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)了核心控制上板與強(qiáng)電磁干擾源的IGBT模塊之間增加一個(gè)屏蔽層的效果，從而提高了驅(qū)動(dòng)裝置的可靠性和抗干擾能力，也有利于減小驅(qū)動(dòng)裝置的水平面積，充分利用IGBT模塊上方空間。核心控制上板和IGBT接口下板連接不僅可通過(guò)插針與插座連接，再配以塑膠螺柱固定，有利于驅(qū)動(dòng)裝置的拆裝；而且在震動(dòng)強(qiáng)烈的場(chǎng)合，也可將核心控制上板的插針直接焊裝在IGBT接口下板上，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)器連接可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是集成化的IGBT驅(qū)動(dòng)裝置的電路原理方框圖；
[0024]圖2是集成化的IGBT驅(qū)動(dòng)裝置的電路板連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]結(jié)合附圖1、2所示，一種集成化IGBT驅(qū)動(dòng)裝置，包括:核心控制上板200、IGBT接口下板100和IGBT模塊，所述核心控制上板與IGBT接口下板通過(guò)單排插針插座連接，IGBT接口下板通過(guò)焊盤直接與IGBT模塊連接成一個(gè)整體；其中核心控制上板與IGBT接口下板之間配置有防止震動(dòng)的塑膠螺柱固定連接；其中位于核心控制上板與IGBT模塊之間平行放置的IGBT接口下板設(shè)置為屏蔽強(qiáng)電磁干擾源的IGBT模塊對(duì)核心控制上板干擾的屏蔽層板；其中的單排插針插座、塑膠螺柱便于驅(qū)動(dòng)裝置的拆裝，或?qū)⒑诵目刂粕习宓牟遽樦苯雍秆b在IGBT接口下板上，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)器連接可靠性，用在震動(dòng)強(qiáng)烈的場(chǎng)合。
[0026]所述核心控制上板200上設(shè)置有易受干擾的核心驅(qū)動(dòng)控制電路，包括:5V電源電路、輸入PWM整形電路、故障信號(hào)鎖存電路、DC/DC電源模塊、光電隔離驅(qū)動(dòng)電路、推挽輸出電路、短路保護(hù)電路、欠壓檢測(cè)電路、故障反饋電路，所述輸入PWM整形電路由上橋臂PWM整形電路、下橋臂PWM整形電路組成；
[0027]上橋臂PWM整形電路、下橋臂PWM整形電路的輸入端分別通過(guò)單排插針220、IGBT接口下板上的單排插座120與驅(qū)動(dòng)器接口端子110對(duì)應(yīng)的上橋臂端、下橋臂端相連；
[0028]上橋臂PWM整形電路、下橋臂PWM整形電路的輸出端分別通過(guò)上、下橋臂的光電隔離驅(qū)動(dòng)電路與上橋臂的推挽輸出電路、下橋臂的推挽輸出電路相連，上橋臂的推挽輸出電路、下橋臂的推挽輸出電路的輸出端分別通過(guò)單排插針230、240與IGBT接口下板的驅(qū)動(dòng)電阻、鉗位吸收電路相連；
[0029]上橋臂的推挽輸出電路、下橋臂的推挽輸出電路的輸出端分別通過(guò)上、下橋臂的欠壓檢測(cè)電路與上、下橋臂的故障反饋電路相連；上、下橋臂的故障反饋電路的輸出端通過(guò)故障信號(hào)鎖存電路分別通過(guò)單排插針220、IGBT接口下板上的單排插座120與驅(qū)動(dòng)器接口端子110對(duì)應(yīng)的反饋端相連；
[0030]其中上、下橋臂的故障反饋電路的另一輸入端通過(guò)短路保護(hù)電路與IGBT接口下板上的Vce檢測(cè)電路相連；
[0031]其中上、下橋臂的光電隔離驅(qū)動(dòng)電路和推挽輸出電路的電源端分別通過(guò)上、下橋臂的DC/DC電源模塊分別通過(guò)單排插針220、IGBT接口下板上的單排插座120與驅(qū)動(dòng)器接口端子110對(duì)應(yīng)的電源端相連；所述上、下橋臂的光電隔離驅(qū)動(dòng)電路的電源端與上、下橋臂的故障反饋電路的電源端相連。
[0032]所述核心控制上板200為印制板，印制板的兩側(cè)上設(shè)置有為IGBT接口下板固定IGBT模塊的引出插針及安裝孔位置的內(nèi)向凹槽201