絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，基于H全橋結(jié)構(gòu)的逆變器因其模塊化、易于安裝、擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn)，在變頻調(diào)速、無功補(bǔ)償?shù)念I(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。絕緣柵雙極型晶體管(Insulated gate bipolartransistor, IGBT)既具有功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS FET)高速、高輸入阻抗、易驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，又具有雙極達(dá)林頓功率晶體管GTO飽和電壓低、電流容量大、高反壓等優(yōu)點(diǎn)。因此，IGBT成為H全橋結(jié)構(gòu)中理想的功率器件。
[0003]圖1示出了 H全橋的電路結(jié)構(gòu)。參見圖1，在H全橋結(jié)構(gòu)中，用來控制相互串聯(lián)的兩個(gè)IGBT的控制信號(hào)在理想的狀態(tài)下應(yīng)該是具有相反的極性。也就是說，當(dāng)相互串聯(lián)的兩個(gè)IGBT中的一個(gè)的控制信號(hào)是低電平時(shí)，另一個(gè)的控制信號(hào)應(yīng)該時(shí)高電平。但是，由于信號(hào)傳輸滯后等原因，兩個(gè)控制信號(hào)會(huì)出現(xiàn)在特定時(shí)間點(diǎn)上具有相同極性的情況。而當(dāng)兩個(gè)控制信號(hào)都是低電平信號(hào)時(shí)，一旦IGBT的柵極電壓受到干擾，變?yōu)楦唠娖?，則包括兩個(gè)IGBT的H全橋的橋臂容易發(fā)生橋臂直通的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提出一種絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路，以克服絕緣柵雙極型晶體管的橋臂直通的問題。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括:
[0006]第一與非門模塊，所述第一與非門模塊的兩個(gè)輸入端分別與第一輸入信號(hào)和高電平輸入信號(hào)相連接；
[0007]第二與非門模塊，所述第二與非門模塊的兩個(gè)輸入端均與第二輸入信號(hào)相連接；
[0008]第三與非門模塊，所述第三與非門模塊的兩個(gè)輸入端分別與所述第二輸入信號(hào)和所述高電平輸入信號(hào)相連接；
[0009]第四與非門模塊，所述第四與非門模塊的兩個(gè)輸入端均與所述第一輸入信號(hào)相連接;
[0010]第一場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極與所述第一與非門模塊的輸出端相連接，其漏極與所述第二與非門模塊的輸出端相連接，并且，其漏極與被驅(qū)動(dòng)的第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極相連接，用于驅(qū)動(dòng)所述第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT ;
[0011]第二場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極與所述第三與非門模塊的輸出端相連接，其漏極與所述第四與非門模塊的輸出端相連接，并且，其漏極與被驅(qū)動(dòng)的第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極相連接，用于驅(qū)動(dòng)所述第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例提供的絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路，通過四個(gè)與非門的信號(hào)轉(zhuǎn)換，使得輸入信號(hào)均為低電平時(shí)，與被驅(qū)動(dòng)的IGBT相并聯(lián)的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管均導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了對(duì)IGBT的旁路分流，有效的防止了 IGBT的橋臂出現(xiàn)橋臂直通的情況。
【附圖說明】
[0013]通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0014]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的H橋的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例提供了絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路的一種技術(shù)方案。在該技術(shù)方案中，參見圖2，所述絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路包括:第一與非門模塊U1、第二與非門模塊U2、第三與非門模塊U3、第四與非門模塊U4、第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql以及第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2。
[0018]所述第一與非門模塊Ul的兩個(gè)輸入端分別與第一輸入信號(hào)及一個(gè)高電平信號(hào)相連接。所述第一與非門模塊Ul的輸出端與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連接。因此，由所述第一與非門模塊Ul輸出的第一輸入信號(hào)及所述高電平信號(hào)的與非信號(hào)用來控制所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通與關(guān)斷。
[0019]所述第二與非門模塊U2的兩個(gè)輸入端分別與所述第二輸入信號(hào)相連接。并且，所述第二與非門模塊U2的輸出端與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接。
[0020]所述第三與非門模塊U3的兩個(gè)輸入端分別與第二輸入信號(hào)及所述高電平信號(hào)相連接。所述第三與非門模塊U3的輸出端與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連接。因此，由所述第三與非門模塊U3輸出的第三輸入信號(hào)及所述高電平信號(hào)的與非信號(hào)用來控制所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通與關(guān)斷。
[0021]所述第四與非門模塊U4的兩個(gè)輸入端分別與所述第一輸入信號(hào)相連接。并且，所述第四與非門模塊U4的輸出端與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接。
[0022]所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極與所述第一與非門模塊Ul的輸出端相連接。所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極與所述第二與非門模塊U2的輸出端相連接。優(yōu)選的，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極通過第一限流電阻Rl與所述第二與非門模塊的輸出端相連接。優(yōu)選的，所述第一限流電阻Rl是一個(gè)片狀電阻。
[0023]另外，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極還與被驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)IGBT中一個(gè)的柵極相連接。因此，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極電壓就是被驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)IGBT中一個(gè)的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0024]所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql可以是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(Junct1n field-effecttransistor, JFET)，也可以是金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(Metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor，MOS FET)。
[0025]所述第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極與所述第三與非門模塊U3的輸出端相連接。所述第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極與所述第四與非門模塊U4的輸出端相連接。優(yōu)選的，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極通過第二限流電阻R2與所述第四與非門模塊U4的輸出端相連接。優(yōu)選的，所述第二限流電阻R2是一個(gè)片狀電阻。
[0026]進(jìn)一步的，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極還與被驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)IGBT中的一個(gè)的柵極相連接。所述第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極電壓是北區(qū)中的兩個(gè)IGBT當(dāng)中的一個(gè)的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0027]與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql相同，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2可以是JFET，也可以是MOSFET。
[0028]進(jìn)一步的，所述第一與非門模塊U1、所述第二與非門模塊U2、所述第三與非門模塊U3及所述第四與非門模塊U4可以選用74LS00系列與非門模塊。另外，所述第一至第四與非門模塊U1、U2、U3、U4還可以選用⑶4011系列與非門模塊。
[0029]在上面描述的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)中，如果第一輸入信號(hào)及第二輸入信號(hào)都是低電平信號(hào)，則所述第一與非門模塊U1、所述第二與非門模塊U2、所述第三與非門模塊U3及所述第四與非門模塊U4的輸出端均輸出高電平。因此，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql及所述第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2均導(dǎo)通，原來可能造成橋臂直通的電壓可以通過由所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ql及第二場(chǎng)效應(yīng)管Q2組成的支路分流，有效的防止了包含IGBT的橋臂出現(xiàn)橋臂直通的情況。
[0030]盡管詞語“第一”、“第二”等可在本文中用來描述各種參數(shù)，但是這些參數(shù)不應(yīng)受這些詞語的限制。這些詞語僅用于把一個(gè)參數(shù)與另一個(gè)參數(shù)區(qū)分開來。還將理解，詞語“包括”和/或“包含”用在本說明書中時(shí)，表示所述特征、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特點(diǎn)、元件、組件和/或其組合的存在或添加。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有各種改動(dòng)和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(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)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括: 第一與非門模塊，所述第一與非門模塊的兩個(gè)輸入端分別與第一輸入信號(hào)和高電平輸入信號(hào)相連接； 第二與非門模塊，所述第二與非門模塊的兩個(gè)輸入端均與第二輸入信號(hào)相連接； 第三與非門模塊，所述第三與非門模塊的兩個(gè)輸入端分別與所述第二輸入信號(hào)和所述高電平輸入信號(hào)相連接； 第四與非門模塊，所述第四與非門模塊的兩個(gè)輸入端均與所述第一輸入信號(hào)相連接； 第一場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極與所述第一與非門模塊的輸出端相連接，其漏極與所述第二與非門模塊的輸出端相連接，并且，其漏極與被驅(qū)動(dòng)的第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極相連接，用于驅(qū)動(dòng)所述第一絕緣柵雙極型晶體管IGBT ; 第二場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極與所述第三與非門模塊的輸出端相連接，其漏極與所述第四與非門模塊的輸出端相連接，并且，其漏極與被驅(qū)動(dòng)的第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極相連接，用于驅(qū)動(dòng)所述第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第二與非門模塊的輸出端與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極之間還連接有第一限流電阻，所述第四與非門模塊的輸出端與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極之間還連接有第二限流電阻。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管包括:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管或者金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管；所述第二場(chǎng)效應(yīng)管包括:結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管或者金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一與非門模塊至第四與非門模塊包括:74LS00系列與非門模塊或者CD4011系列與非門模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一限流電阻及所述第二限流電阻為片狀電阻。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路。所述驅(qū)動(dòng)電路包括：第一與非門模塊，其兩個(gè)輸入端分別與第一輸入信號(hào)和高電平輸入信號(hào)相連接；第二與非門模塊，其兩個(gè)輸入端均與第二輸入信號(hào)相連接；第三與非門模塊，其兩個(gè)輸入端分別與所述第二輸入信號(hào)和所述高電平輸入信號(hào)相連接；第四與非門模塊，其兩個(gè)輸入端均與所述第一輸入信號(hào)相連接；第一場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極與所述第一與非門模塊的輸出端相連接，其漏極與所述第二與非門模塊的輸出端相連接；第二場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極與所述第三與非門模塊的輸出端相連接。本發(fā)明實(shí)施例提供的絕緣柵雙極型晶體管驅(qū)動(dòng)電路能夠有效的防止絕緣柵雙極型晶體管的橋臂直通問題的出現(xiàn)。
【IPC分類】H03K17/567
【公開號(hào)】CN105099418
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510350070
【發(fā)明人】雷龍, 李進(jìn), 錢強(qiáng), 郝占聚
【申請(qǐng)人】珠海格力電器股份有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年6月23日