IGBT驅動與保護電路設計及應用電路實例

IGBT驅動電路是驅動IGBT模塊以能讓其正常工作，并同時對其進行保護的電路。

MOSFET/IGBT驅動器集成電路應用集萃

作 者:王水平等編

出版社:中國電力出版社

出版時間:2010-1-1MOSFET/IGBT驅動器集成電路應用集萃

開 本:16開

ISBN:9787508387970

定價:￥48.00

對于大功率IGBT，選擇驅動電路基于以下的參數(shù)要求:器件關斷偏置、門極電荷、耐固性和電源情況等。門極電路的正偏壓VGE負偏壓-VGE和門極電阻RG的大小，對IGBT的通態(tài)壓降、開關時間、開關損耗、承受短路能力以及dv/dt電流等參數(shù)有不同程度的影響。門極驅動條件與器件特性的關系見表1。柵極正電壓 的變化對IGBT的開通特性、負載短路能力和dVcE/dt電流有較大影響，而門極負偏壓則對關斷特性的影響比較大。在門極電路的設計中，還要注意開通特性、負載短路能力和由dVcE/dt 電流引起的誤觸發(fā)等問題(見表1)。

表1 IGBT門極驅動條件與器件特性的關系

由于IGBT的開關特性和安全工作區(qū)隨著柵極驅動電路的變化而變化，因而驅動電路性能的好壞將直接影響IGBT能否正常工作。為使IGBT能可靠工作。IGBT對其驅動電路提出了以下要求。

1)向IGBT提供適當?shù)恼驏艍骸２⑶以贗GBT導通后。柵極驅動電路提供給IGBT的驅動電壓和電流要有足夠的幅度，使IGBT的功率輸出級總處于飽和狀態(tài)。瞬時過載時，柵極驅動電路提供的驅動功率要足以保證IGBT不退出飽和區(qū)。IGBT導通后的管壓降與所加柵源電壓有關，在漏源電流一定的情況下，VGE越高，VDS儺就越低，器件的導通損耗就越小，這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。但是， VGE并非越高越好，一般不允許超過20 V，原因是一旦發(fā)生過流或短路，柵壓越高，則電流幅值越高，IGBT損壞的可能性就越大。通常，綜合考慮取+15 V為宜。

2)能向IGBT提供足夠的反向柵壓。在IGBT關斷期間，由于電路中其他部分的工作，會在柵極電路中產生一些高頻振蕩信號，這些信號輕則會使本該截止的IGBT處于微通狀態(tài)，增加管子的功耗。重則將使調壓電路處于短路直通狀態(tài)。因此，最好給處于截止狀態(tài)的IGBT加一反向柵壓(幅值一般為5~15 V)，使IGBT在柵極出現(xiàn)開關噪聲時仍能可靠截止。

3)具有柵極電壓限幅電路，保護柵極不被擊穿。IGBT柵極極限電壓一般為+20 V，驅動信號超出此范圍就可能破壞柵極。

4)由于IGBT多用于高壓場合。要求有足夠的輸入、輸出電隔離能力。所以驅動電路應與整個控制電路在電位上嚴格隔離，一般采用高速光耦合隔離或變壓器耦合隔離。

5)IGBT的柵極驅動電路應盡可能的簡單、實用。應具有IGBT的完整保護功能，很強的抗干擾能力，且輸出阻抗應盡可能的低。