Igbt的柵極保護(hù)電路及電磁爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種IGBT的柵極保護(hù)電路，包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1、第二電容C2和穩(wěn)壓二極管Z；第一電阻R1和第二電阻R2串聯(lián)形成第一支路，第一電容C1和第二電容C2串聯(lián)形成第二支路，第一支路和第二支路并聯(lián)后形成第一通路；第一電容C1和第二電容C2的相應(yīng)公共端連接第一電阻R1和第二電阻R2的相應(yīng)公共端；穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接在第一通路的一端，穩(wěn)壓二極管Z的陽(yáng)極連接IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極，穩(wěn)壓二極管Z用于加快IGBT的關(guān)斷速度。本發(fā)明還涉及一種電磁爐。本發(fā)明的IGBT的柵極保護(hù)電路及電磁爐，實(shí)現(xiàn)了IGBT的快速導(dǎo)通和關(guān)斷，同時(shí)增強(qiáng)了IGBT的柵極保護(hù)電路本身的抗干擾能力，提高了電磁爐的能效。
【專利說(shuō)明】IGBT的柵極保護(hù)電路及電磁爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電磁爐【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種IGBT的柵極保護(hù)電路及電磁爐。

【背景技術(shù)】
[0002] 一般電磁爐用 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體 管）的柵極保護(hù)電路，僅采用穩(wěn)壓二極管或者穩(wěn)壓二極管與一個(gè)三極管的組合作為IGBT的 柵極保護(hù)電路。如圖1所示，該電路只用一個(gè)串聯(lián)在IGBT的柵極上的電阻作為IGBT的柵 極保護(hù)電路。但是，這樣的方案存在IGBT的開(kāi)關(guān)速度不夠快，保護(hù)電路本身不具備抗干擾 的功能、易損壞，從而導(dǎo)致電磁爐的能效較低、發(fā)熱量大、易炸機(jī)等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種IGBT的柵極保護(hù)電路及電磁 爐，實(shí)現(xiàn)了 IGBT的快速導(dǎo)通和關(guān)斷，有效的增強(qiáng)了保護(hù)電路本身的抗干擾能力，從而提高 了電磁爐的能效，防止了電磁爐的IGBT損壞。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種IGBT的柵極保護(hù)電路，串聯(lián)在IGBT的驅(qū)動(dòng)電路與IGBT的柵極之間，所述 IGBT的驅(qū)動(dòng)電路用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，
[0006] 包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1、第二電容C2和穩(wěn)壓二極管Z ;
[0007] 所述第一電阻R1和所述第二電阻R2串聯(lián)形成第一支路，所述第一電容C1和所述 第二電容C2串聯(lián)形成第二支路，所述第一支路和所述第二支路并聯(lián)后形成第一通路；所述 第一電容C1和所述第二電容C2的相應(yīng)公共端連接所述第一電阻R1和所述第二電阻R2的 相應(yīng)公共端；
[0008] 所述穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接在所述第一通路的一端，所述穩(wěn)壓二極管Z的陽(yáng)極 連接所述IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極，所述穩(wěn)壓二極管Z用于加快所述IGBT的關(guān) 斷速度。
[0009] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電阻R1和所述第二電阻R2的阻值相等，且阻值范 圍均為5 Ω?20 Ω，所述第一電容C1和所述第二電容C2的容量相等，且容量范圍均為1微 法?20微法。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電阻R1和所述第二電阻R2的阻值相等，且阻值范 圍均為8 Ω?10 Ω，所述第一電容C1和所述第二電容C2的容量相等，且容量范圍均為1微 法?2微法。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述穩(wěn)壓二極管Z為高頻穩(wěn)壓二極管。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述穩(wěn)壓二極管Z的穩(wěn)定電壓比所述IGBT的柵極飽和驅(qū)動(dòng) 電壓高IV?3V。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括第一二極管D，所述第一二極管D作為第二通路并聯(lián) 在所述第一通路的兩端，用于加快所述IGBT的關(guān)斷速度；
[0014] 所述第一二極管D的陰極連接所述第一通路的輸入端，所述第一二極管D的陽(yáng)極 連接所述第一通路的輸出端。
[0015] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一二極管D為高頻整流二極管。
[0016] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括第二二極管D1和第三電阻R3 ;所述第二二極管D1 的陽(yáng)極連接至所述第一通路的一端，所述第二二極管D1的陰極串聯(lián)所述第三電阻R3后連 接至所述IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極，形成第三通路。
[0017] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二二極管D1為低頻整流二極管。
[0018] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第三電阻R3為感性電阻，所述第三電阻R3的阻值范圍 為 5 Ω ?5000 Ω。
[0019] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第三電阻R3為水泥電阻，所述第三電阻R3的取值為 100 Ω。
[0020] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二二極管D1的陽(yáng)極連接至所述第一通路的輸入端， 所述穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接至所述第一通路的輸出端。
[0021] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二二極管D1的陽(yáng)極連接至所述第一通路的輸出端， 所述穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接至所述第一通路的輸出端。
[0022] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二二極管D1的陽(yáng)極連接至所述第一通路的輸入端， 所述穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接至所述第一通路的輸入端。
[0023] 本發(fā)明還涉及一種電磁爐，包括上述任一項(xiàng)所述的IGBT的柵極保護(hù)電路。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是：
[0025] 本發(fā)明的IGBT的柵極保護(hù)電路及電磁爐，由于第一電容和第二電容對(duì)高頻交流 電只有幾歐姆的阻抗，使得高頻交流電可以快速的通過(guò)IGBT的柵極，加快了 IGBT的導(dǎo)通速 度；第一電阻和第二電阻串聯(lián)設(shè)置，防止了零點(diǎn)漂移，增加了對(duì)直流電的阻礙作用，降低了 直流電對(duì)IGBT的導(dǎo)通速度的影響，同時(shí)，可以濾除較高頻率的干擾信號(hào)，提高了該IGBT的 柵極保護(hù)電路的抗干擾能力。穩(wěn)壓二極管Z可以導(dǎo)走部分驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿電壓及IGBT 的柵極殘余的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿電壓，降低驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿的時(shí)間，加快IGBT的關(guān)斷速 度。通過(guò)將第一通路通過(guò)串聯(lián)在IGBT的柵極，實(shí)現(xiàn)了 IGBT的快速導(dǎo)通和關(guān)斷，提高了電磁 爐的能效，防止了 IGBT的導(dǎo)通時(shí)間過(guò)程造成的電磁爐損壞。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為一般的IGBT的柵極保護(hù)電路的電路原理圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明的IGBT的柵極保護(hù)電路實(shí)施例一的電路原理圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明的IGBT的柵極保護(hù)電路實(shí)施例二的電路原理圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明的IGBT的柵極保護(hù)電路實(shí)施例三的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清楚，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的IGBT的柵極保護(hù) 電路及電磁爐作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā) 明并不用于限定本發(fā)明。
[0031] 參見(jiàn)圖2至圖4,本發(fā)明的IGBT的柵極保護(hù)電路串聯(lián)在IGBT的驅(qū)動(dòng)電路與IGBT 的柵極之間，IGBT的驅(qū)動(dòng)電路用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。IGBT是電壓導(dǎo)通型器件，即當(dāng)IGBT的 柵極一發(fā)射極之間的電壓大于零時(shí)，IGBT導(dǎo)通，當(dāng)IGBT的柵極一發(fā)射極之間的電壓小于零 時(shí)，IGBT關(guān)斷。由于IGBT的柵極和發(fā)射極之間存在較大的寄生電容Cge，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升 沿和下降沿需要為寄生電容Cge提供較大的充電電流和放電電流，才能滿足IGBT開(kāi)通和關(guān) 斷的要求，因此IGBT需要大電流驅(qū)動(dòng)。在本實(shí)施例中，IGBT的驅(qū)動(dòng)電路采用電感和電容并 聯(lián)后形成的LC振蕩回路產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)三極管放大后形成頻率為30KHz的高 頻電流。
[0032] 本發(fā)明的IGBT的柵極保護(hù)電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1、第二 電容C2和穩(wěn)壓二極管Z。其中，第一電阻R1和第二電阻R2串聯(lián)形成第一支路，防止了零點(diǎn) 漂移的現(xiàn)象。一般的IGBT保護(hù)電路會(huì)在IGBT的柵極串聯(lián)一個(gè)10 Ω的電阻，以防止零點(diǎn)漂 移及防止干擾。本實(shí)施例中，采用兩個(gè)串聯(lián)的電阻，增加了對(duì)直流電的阻礙作用，降低了直 流電對(duì)IGBT導(dǎo)通和關(guān)斷速度的影響。
[0033] 第一電容C1與第一電容C2串聯(lián)形成第二支路。第一電容C1和第二電容C2串 聯(lián)后，對(duì)高頻交流電僅有幾歐姆的阻抗值，這樣使得高頻交流電可以快速的通過(guò)IGBT的柵 極，加快IGBT的導(dǎo)通速度。第一支路與第二支路并聯(lián)形成第一通路1，且第一電阻R1和第 二電阻R2的相應(yīng)公共端連接第一電容C1和第二電容C2的相應(yīng)公共端，通過(guò)電阻和電容的 組合，可以濾除驅(qū)動(dòng)信號(hào)中過(guò)高電壓的交流電及頻率較高的干擾信號(hào)，增強(qiáng)了該IGBT的柵 極保護(hù)電路的抗干擾能力。如，該IGBT的柵極保護(hù)電路可以阻礙及導(dǎo)走50KHz的電流信號(hào)， 防止過(guò)高的電壓及干擾信號(hào)通過(guò)IGBT的柵極。同時(shí)，電容C1和電容C2可以防止加在IGBT 的柵極的電壓過(guò)高，防止IGBT導(dǎo)通時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
[0034] 穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接在第一通路的一端，穩(wěn)壓二極管Z的陽(yáng)極連接在IGBT的 驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極。穩(wěn)壓二極管Z用于導(dǎo)走部分驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿電壓及IGBT 的柵極殘余的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿電壓，加快IGBT的關(guān)斷。
[0035] 由于第一電容和第二電容對(duì)高頻交流電只有幾歐姆的阻抗，使得高頻交流電可以 快速的通過(guò)IGBT的柵極，加快了 IGBT的導(dǎo)通速度；第一電阻和第二電阻串聯(lián)設(shè)置，防止了 零點(diǎn)漂移，增加了對(duì)直流電的阻礙作用，降低了直流電對(duì)IGBT的導(dǎo)通速度的影響，同時(shí)，可 以濾除較高頻率的干擾信號(hào)，提高了該IGBT的柵極保護(hù)電路的抗干擾能力。穩(wěn)壓二極管Z 可以導(dǎo)走部分驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿電壓及IGBT的柵極殘余的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿電壓，降低 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿的時(shí)間，加快IGBT的關(guān)斷速度。通過(guò)將第一通路通過(guò)串聯(lián)在IGBT的柵 極，實(shí)現(xiàn)了 IGBT的快速導(dǎo)通和關(guān)斷，提高了電磁爐的能效，防止了 IGBT的導(dǎo)通時(shí)間過(guò)程造 成的電磁爐損壞。
[0036] 較優(yōu)地，第一電阻R1和第二電阻R2的阻值相等，且阻值范圍均為5Ω?20Ω。優(yōu) 選地，第一電阻R1和第二電阻R2的阻值相等，且阻值范圍均為8Ω?10Ω。在本實(shí)施例 中，第一電阻R1和第二電阻R2均選用無(wú)感性的金屬膜精密電阻，第一電阻R1和第二電阻 R2的阻值均為10 Ω。這樣，該IGBT的柵極保護(hù)電路對(duì)直流電的阻礙能力比一般的IGBT保 護(hù)電路增大了一倍，降低了直流電對(duì)IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷速度的影響。
[0037] 較優(yōu)地，第一電容C1和第二電容C2的容量相等，且容量范圍均為1微法?20微 法。優(yōu)選地，第一電容C1和第二電容C2的容量相等，且容量范圍均為1微法?2微法。在 本實(shí)施例中，第一電容C1和第二電容C2均采用小型的無(wú)極性電容，第一電容C1和第二電 容C2的容量均為1微法。
[0038] 由此充放電原理及公式€=1/2 31此可以得出1/此=2 3^>€ = 301(??；由串聯(lián) 電容的原理及公式C = C1C2AC1+C2)，串聯(lián)后電容的容抗值X。= 1/2 π fC〈20 Ω ;由阻容電 路的原理及公式可得，30KHz的電流形成的阻抗Ζ〈10 Ω。這樣由于IGBT的柵極阻抗的降低， 削弱了柵極一發(fā)射極之間的寄生電容Cge的密勒效應(yīng)，加快了 IGBT導(dǎo)通的速度，縮短了上 升沿的時(shí)間。
[0039] 較優(yōu)地，穩(wěn)壓二極管Z為高頻穩(wěn)壓二極管，導(dǎo)通級(jí)別是0. 01毫秒?0. 00001毫秒。 由于柵極一發(fā)射極之間寄生電容Cge的存在，當(dāng)柵極的電壓得不到盡快的釋放時(shí)，IGBT處 于輸出直流電的飽和狀態(tài)，則IGBT的驅(qū)動(dòng)電路中的電感線圈對(duì)直流來(lái)說(shuō)是短路的。這樣， 整流橋輸出的300V的電壓直接施加在IGBT的柵極，將迅速燒毀IGBT和整流橋。應(yīng)當(dāng)清 楚的是，IGBT的柵極的飽和狀態(tài)通常持續(xù)不到1秒就將IGBT和整流橋燒毀，而IGBT的柵 極飽和狀態(tài)持續(xù)0. 01秒內(nèi)通常不會(huì)燒毀IGBT和整流橋。因此，穩(wěn)壓二極管采用導(dǎo)通級(jí)別 為0. 01毫秒?0. 00001毫秒的高頻穩(wěn)壓二極管，可以及時(shí)的釋放IGBT的柵極的電壓，保證 IGBT和整流橋不被燒壞，保證電路的安全性。
[0040] 較優(yōu)地，穩(wěn)壓二極管Z的穩(wěn)定電壓比IGBT的柵極的飽和驅(qū)動(dòng)電壓值高IV?3V。 由于IGBT的柵極的飽和驅(qū)動(dòng)電壓值通常為15V?18V，若柵極的飽和驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)高，則容 易造成柵極擊穿，損壞IGBT。因此，當(dāng)IGBT的柵極的飽和驅(qū)動(dòng)電壓值為15V時(shí)，可選擇穩(wěn) 定電壓為16V的穩(wěn)壓二極管；當(dāng)IGBT的柵極的飽和驅(qū)動(dòng)電壓為18V時(shí)，可選擇穩(wěn)定電壓為 20V的穩(wěn)壓二極管。
[0041] 作為一種可實(shí)施方式，還包括第一二極管D，第一二極管D作為第二通路2并聯(lián)在 第一通路1的兩端，用于加快IGBT的關(guān)斷速度。在本實(shí)施例中，第一二極管D的陰極連接 第一通路1的輸入端，第一二極管D的陽(yáng)極連接第一通路1的輸出端。
[0042] 應(yīng)當(dāng)清楚的是，第一通路1串聯(lián)IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正極和IGBT的柵 極之間。第一通路1與IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正極相連接的一端作為第一通路1 的輸入端，第一通路與IGBT的柵極相連接的一端作為第一通路1的輸出端。
[0043] 較優(yōu)地，該第一二極管D為高頻整流二極管，反向恢復(fù)時(shí)間短，如果采用低頻整流 二極管，將會(huì)失去縮短下降沿時(shí)間、失去確保零電壓的作用。由于穩(wěn)壓二極管Z的作用，使 得第一通路1的輸出端的電壓值高于第一通路1輸入端的電壓值，這樣第一二極管D的兩 端存在電壓差，使得第一二極管D導(dǎo)通。第一二極管導(dǎo)通后鉗位，使第一通路基本上被旁 路，IGBT的柵極的阻抗為第一二極管的導(dǎo)通阻抗。由于IGBT的柵極的阻抗降低，流入寄生 電容Cge的充電電流增加，加快了 IGBT關(guān)斷的速度，縮短了下降沿的時(shí)間。
[0044] 在本實(shí)施例中，由于穩(wěn)壓二極管Z具有一個(gè)很小的電容和一個(gè)很短的反應(yīng)時(shí)間， 而且該很小的電容對(duì)大脈沖電流的影響很小。但該穩(wěn)壓二極管Z的反應(yīng)時(shí)間應(yīng)略大于驅(qū)動(dòng) 信號(hào)的上升沿的時(shí)間。這樣，在IGBT的柵極達(dá)到飽和驅(qū)動(dòng)電壓值之前，穩(wěn)壓二極管Z導(dǎo)通。 穩(wěn)壓二極管Z導(dǎo)通后，第一二極管D開(kāi)始作用，同時(shí)，穩(wěn)壓二極管Z可以導(dǎo)走驅(qū)動(dòng)信號(hào)的部 分上升沿電壓和柵極的下降沿殘余電壓，加快了 IGBT的關(guān)斷，縮短了下降沿的時(shí)間。
[0045] 作為一種可實(shí)施方式，還包括第二二極管D1和第三電阻R3。其中，第二二極管D1 的陽(yáng)極連接至第一通路1的一端，第二二極管D1的陰極串聯(lián)電阻R3后連接至IGBT的驅(qū)動(dòng) 電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極，形成第三通路3。這樣，驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的低頻交流電及直流電可以通 過(guò)第三通路3被導(dǎo)走，使得低頻交流電和直流電不通過(guò)IGBT的柵極，降低了低頻交流電和 直流電對(duì)IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷的影響，實(shí)現(xiàn)了高低頻的分流。
[0046] 較優(yōu)地，該第二二極管D1為低頻整流二極管，可選擇IN4007系列的整流二極管。 第三電阻R3為感性電阻，優(yōu)選為水泥電阻。第三電阻R3的阻值范圍為5Ω?5000Ω，優(yōu)選 為100Ω。當(dāng)然，第三電阻R3的阻值還可以根據(jù)開(kāi)發(fā)環(huán)境選擇其他合適的阻值。同時(shí)，第三 通路3還保護(hù)了穩(wěn)壓二極管Z，否則，一旦出現(xiàn)零點(diǎn)漂移等直流、低頻交流電壓、電流持續(xù)時(shí) 間較長(zhǎng)的情況，則會(huì)燒毀穩(wěn)壓二極管Z。
[0047] 實(shí)施例一
[0048] 如圖2所示，第一通路串聯(lián)在IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正極和IGBT的柵極 之間，第一二極管D作為第二通路并聯(lián)在第一通路的兩端，第二二極管D1的陽(yáng)極連接至第 一通路的輸入端，即第二二極管D1的陽(yáng)極連接至IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正極，第 二二極管D1的陰極串聯(lián)第三電阻R3后連接至IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極。穩(wěn)壓 二極管Z的陰極連接至第一通路1的輸出端，穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極連接至IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極。即，第三通路和穩(wěn)壓二極管Z分別設(shè)置在第一通路的兩端。由于，穩(wěn)壓二 極管Z連接在第一通路的輸出端，即第一電阻R1和第二電阻R2串聯(lián)后再接穩(wěn)壓二極管Z， 因此穩(wěn)壓二極管Z不需要再串聯(lián)限流電阻。
[0049] 實(shí)施例二
[0050] 如圖3所示，第一通路串聯(lián)在IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正極和IGBT的柵極 之間，第一二極管D作為第二通路并聯(lián)在第一通路的兩端，第二二極管D1的陽(yáng)極連接至第 一通路的輸出端，即第二二極管D1的陽(yáng)極連接至IGBT的柵極，第二二極管D1的陰極串聯(lián) 第三電阻R3后連接至IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極。穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接至第 一通路1的輸出端，即穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接至IGBT的柵極，穩(wěn)壓二極管Z的陽(yáng)極連接 至IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極。即，第三通路和穩(wěn)壓二極管Z并聯(lián)地設(shè)置在第一通 路的輸出端。由于，穩(wěn)壓二極管Z連接在第一通路的輸出端，即兩個(gè)電阻R串聯(lián)后再接穩(wěn)壓 二極管，因此穩(wěn)壓二極管Z不需要再串聯(lián)限流電阻。
[0051] 實(shí)施例三
[0052] 如圖4所示，第一通路串聯(lián)在IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正極和IGBT的柵極 之間，第一二極管D作為第二通路并聯(lián)在第一通路的兩端，第二二極管D1的陽(yáng)極連接至第 一通路的輸入端，即第二二極管D1的陽(yáng)極連接至IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正極，第 二二極管D1的陰極串聯(lián)第三電阻R3后連接至IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極。穩(wěn)壓 二極管Z的陰極連接至第一通路1的輸入端，即穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接至IGBT的驅(qū)動(dòng)電 路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正極，穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極連接至IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極。即第 三通路和穩(wěn)壓二極管Z并聯(lián)的設(shè)置在第一通路的輸入端。在本實(shí)施例中，穩(wěn)壓二極管Z直 接連接IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正極，可以在穩(wěn)壓二極管上串聯(lián)一個(gè)低阻值高電感 的電感或電阻，如水泥電阻。這樣，可以保證穩(wěn)壓二極管不被損壞。
[0053] 本發(fā)明還涉及一種電磁爐，包括上述任一實(shí)施例中的IGBT的柵極保護(hù)電路，由于 實(shí)現(xiàn)了 IGBT的快速導(dǎo)通和關(guān)斷，防止了 IGBT的損壞，降低了電磁爐各元器件的溫升。在本 實(shí)施例中，可以通過(guò)增大第一電容C1和第二電容C2的容量，同時(shí)增大第三電阻R3的阻值 實(shí)現(xiàn)該電磁爐功率的提升，進(jìn)而提高電磁爐的能效。
[0054] 本發(fā)明的IGBT的柵極保護(hù)電路及電磁爐，由于第一電容和第二電容對(duì)高頻交流 電只有幾歐姆的阻抗，使得高頻交流電可以快速的通過(guò)IGBT的柵極，加快了 IGBT的導(dǎo)通速 度；第一電阻和第二電阻串聯(lián)設(shè)置，防止了零點(diǎn)漂移，增加了對(duì)直流電的阻礙作用，降低了 直流電對(duì)IGBT的導(dǎo)通速度的影響，同時(shí)，可以濾除較高頻率的干擾信號(hào)，提高了該IGBT的 柵極保護(hù)電路的抗干擾能力。穩(wěn)壓二極管Z可以導(dǎo)走部分驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升沿電壓及IGBT 的柵極殘余的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿電壓，降低驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿的時(shí)間，加快IGBT的關(guān)斷速 度。通過(guò)將第一通路通過(guò)串聯(lián)在IGBT的柵極，實(shí)現(xiàn)了 IGBT的快速導(dǎo)通和關(guān)斷，提高了電磁 爐的能效，防止了 IGBT的導(dǎo)通時(shí)間過(guò)程造成的電磁爐損壞。
[0055] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種IGBT的柵極保護(hù)電路，串聯(lián)在IGBT的驅(qū)動(dòng)電路與IGBT的柵極之間，所述IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其特征在于： 包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1、第二電容C2和穩(wěn)壓二極管Z ; 所述第一電阻R1和所述第二電阻R2串聯(lián)形成第一支路，所述第一電容C1和所述第二 電容C2串聯(lián)形成第二支路，所述第一支路和所述第二支路并聯(lián)后形成第一通路；所述第一 電容C1和所述第二電容C2的相應(yīng)公共端連接所述第一電阻R1和所述第二電阻R2的相應(yīng) 公共端； 所述穩(wěn)壓二極管Z的陰極連接在所述第一通路的一端，所述穩(wěn)壓二極管Z的陽(yáng)極連接 所述IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極，所述穩(wěn)壓二極管Z用于加快所述IGBT的關(guān)斷速 度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述第一電阻R1和所述第二電阻R2的阻值相等，且阻值范圍均為5 Ω?20 Ω，所述第 一電容C1和所述第二電容C2的容量相等，且容量范圍均為1微法?20微法。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述第一電阻R1和所述第二電阻R2的阻值相等，且阻值范圍均為8 Ω?10 Ω，所述第 一電容C1和所述第二電容C2的容量相等，且容量范圍均為1微法?2微法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述穩(wěn)壓二極管Z為高頻穩(wěn)壓二極管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述穩(wěn)壓二極管Z的穩(wěn)定電壓比所述IGBT的柵極飽和驅(qū)動(dòng)電壓高IV?3V。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 還包括第一二極管D，所述第一二極管D作為第二通路并聯(lián)在所述第一通路的兩端，用 于加快所述IGBT的關(guān)斷速度； 所述第一二極管D的陰極連接所述第一通路的輸入端，所述第一二極管D的陽(yáng)極連接 所述第一通路的輸出端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述第一二極管D為高頻整流二極管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 還包括第二二極管D1和第三電阻R3 ;所述第二二極管D1的陽(yáng)極連接至所述第一通路 的一端，所述第二二極管D1的陰極串聯(lián)所述第三電阻R3后連接至所述IGBT的驅(qū)動(dòng)電路的 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的負(fù)極，形成第三通路。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述第二二極管D1為低頻整流二極管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述第三電阻R3為感性電阻，所述第三電阻R3的阻值范圍為5Ω?5000Ω。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述第三電阻R3為水泥電阻，所述第三電阻R3的取值為100 Ω。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述第二二極管D1的陽(yáng)極連接至所述第一通路的輸入端，所述穩(wěn)壓二極管Z的陰極連 接至所述第一通路的輸出端。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述第二二極管D1的陽(yáng)極連接至所述第一通路的輸出端，所述穩(wěn)壓二極管Z的陰極連 接至所述第一通路的輸出端。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的IGBT的柵極保護(hù)電路，其特征在于： 所述第二二極管D1的陽(yáng)極連接至所述第一通路的輸入端，所述穩(wěn)壓二極管Z的陰極連 接至所述第一通路的輸入端。
15. -種電磁爐，其特征在于，包括權(quán)利要求1-14任一項(xiàng)所述的IGBT的柵極保護(hù)電路。
【文檔編號(hào)】H03K17/08GK104092449SQ201410287001
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】楊鐘成, 李方烔, 萬(wàn)今明, 陳日豪, 鄒鵬 申請(qǐng)人:珠海格力電器股份有限公司