各種igbt驅動電路和igbt保護方法

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1、各種IGBT驅動電路和IGBT保護方法驅動電路的作用是將單片機輸出的脈沖進行功率放大，以驅動IGBT.保證IGBT的可靠工作，驅動電路起著至關重要的作用，對IGBT驅動電路的基本要求如下：(1)提供適當?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?，使IGBT可靠的開通和關斷。(2)提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時電流，使IGBT能迅速建立柵控電場而導通。(3)盡可能小的輸入輸出延遲時間，以提高工作效率。(4)足夠高的輸入輸出電氣隔離性能，使信號電路與柵極驅動電路絕緣。(5)具有靈敏的過流保護能力。第一種驅動電路EXB841/84

2、0EXB841工作原理如圖1,當EXB841的14腳和15腳有10mA的電流流過1us以后IGBT正常開通，VCE下降至3V左右，6腳電壓被鉗制在8V左右，由于VS1穩(wěn)壓值是13V,所以不會被擊穿，V3不導通，E點的電位約為20V,二極管VD,截止，不影響V4和V5正常工作。當14腳和15腳無電流流過，則V1和V2導通，V2的導通使V4截止、V5導通，IGBT柵極電荷通過V5迅速放電，引腳3電位下降至0V,是IGBT柵一射間承受5V左右的負偏壓，IGBT可靠關斷，同時VCE的迅速上升使引腳6“懸空”

3、.C2的放電使得B點電位為0V,則VS1仍然不導通，后續(xù)電路不動作，IGBT正常關斷。如有過流發(fā)生，IGBT的VCE過大使得VD2截止，使得VS1擊穿，V3導通，C4通過R7放電，D點電位下降，從而使IGBT的柵一射間的電壓UGE降低,完成慢關斷，實現(xiàn)對IGBT的保護。由EXB841實現(xiàn)過流保護的過程可知，EXB841判定過電流的主要依據(jù)是6腳的電壓，6腳的電壓不僅與VCE有關，還和二極管VD2的導通電壓Vd有關。典型接線方法如圖2,使用時注意如下幾點：a、IGBT柵-射極驅動回路往返接線不能太長(

4、一般應該小于1m)，并且應該采用雙絞線接法，防止干擾。b、由于IGBT集電極產(chǎn)生較大的電壓尖脈沖，增加IGBT柵極串聯(lián)電阻RG有利于其安全工作。但是柵極電阻RG不能太大也不能太小，如果RG增大，則開通關斷時間延長，使得開通能耗增加;相反，如果RG太小，則使得di/dt增加，容易產(chǎn)生誤導通。c、圖中電容C用來吸收由電源連接阻抗引起的供電電壓變化，并不是電源的供電濾波電容，一般取值為47F.d、6腳過電流保護取樣信號連接端，通過快恢復二極管接IGBT集電極。e、14、15接驅動信號，一般14腳接脈沖形成

5、部分的地，15腳接輸入信號的正端，15端的輸入電流一般應該小于20mA,故在15腳前加限流電阻。f、為了保證可靠的關斷與導通，在柵射極加穩(wěn)壓二極管。第二種M57959L/M57962L厚膜驅動電路M57959L/M57962L厚膜驅動電路采用雙電源(+15V,-10V)供電，輸出負偏壓為-10V,輸入輸出電平與TTL電平兼容，配有短路/過載保護和封閉性短路保護功能，同時具有延時保護特性。其分別適合于驅動1200V/100A、600V/200A和1200V/400A、600V/600A及其以下的IGB

6、T.M57959L/M57962L在驅動中小功率的IGBT時，驅動效果和各項性能表現(xiàn)優(yōu)良，但當其工作在高頻下時，其脈沖前后沿變的較差，即信號的最大傳輸寬度受到限制。且厚膜內(nèi)部采用印刷電路板設計，散熱不是很好，容易因過熱造成內(nèi)部器件的燒毀。日本三菱公司的M57959L集成IGBT專用驅動芯片它可以作為600V/200A或者1200V/100A的IGBT驅動。其最高頻率也達40KHz,采用雙電源供電(+15V和-15V)輸出電流峰值為±2A,M57959L有以下特點：(1)采用光耦實現(xiàn)電器隔離，光耦是快

7、速型的，適合20KHz左右的高頻開關運行，光耦的原邊已串聯(lián)限流電阻，可將5V電壓直接加到輸入側。(2)如果采用雙電源驅動技術，輸出負柵壓比較高，電源電壓的極限值為+18V/-15V,一般取+15V/-10V.(3)信號傳輸延遲時間短，低電平-高電平的傳輸延時以及高電平-低電平的傳輸延時時間都在1.5μs以下。(4)具有過流保護功能。M57962L通過檢測IGBT的飽和壓降來判斷IGBT是否過流，一旦過流，M57962L就會將對IGBT實施軟關斷，并輸出過流故障信號。(5)M57959的內(nèi)部結構如圖所

8、示，這一電路的驅動部分與EXB系列相仿，但是過流保護方面有所不同。過流檢測仍采用電壓采樣，電路特點是采用柵壓緩降，實現(xiàn)IGBT軟關斷，避免了關斷中過電壓和大電流沖擊;另外，在關斷過程中，輸入控制信號的狀態(tài)失去作用，既保護關斷是在封閉狀態(tài)中完成的。當保護開始時，立即送出故障信號，目的是切斷控制信號，包括電路中其它有源器件。第三種2SD315A集成驅動模塊集成驅動模塊采用+15V單電源供電，內(nèi)部集成有過流保護電路，其最大的特點是具有安全性、智能性與易用性。2SD315A能