igbt驱动电路图

h1654155355.6033 2023-02-06 20048

模拟技术

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描述

　　igbt驱动电路图

　　典型的IGBT驱动电路如图为典型的IGBT驱动电路图。电路以混合IC?EXB840驱动模块和外围元器件组成。驱动信号输入接SPWM控制电路输出端。过流信号输出端接SPWM控制电路的脉冲输出封锁端，因IGBT过流使EXB840过流保护动作后，5端由高电平变为低电平，光耦合器件TPL521-1工作，过流保护输出端也由高电平变为低电平，用以封锁SPWM控制电路的六路输出脉冲。R1，R2，R3的阻止由

　　典型的IGBT驱动电路如图为典型的IGBT驱动电路图。电路以混合IC。

　　IR2110驱动IGBT电路如图所示。电路采用自举驱动方式，VD1为自举二极管，C1为自举电容。接通电源，VT2导通时Cy通过VDt进行充电。这种电路适用于驱动较小容量的IGBT.对于IR2110，当供电电压较低时具有使驱动器截止的保护功能。自举驱动方式支配着VT2的导通电压，因此电压较低的保护功能是其必要条件。若驱动电压较低时驱动IGBT，则IGBT就会发生热损坏。VD1选用高速而耐压大于600V的ERA38-06、ERB38-06等二极管。

　　绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是一种MOSFET 与双极晶体管复合的器件。它既有功率MOSFET 易于驱动，控制简单、开关频率高的优点，又有功率晶体管的导通电压低，通态电流大，损耗小的显著优点。据东芝公司资料，1200V/100A 的IGBT 的导通电阻是同一耐压规格的功率 MOSFET 的1/10，而开关时间是同规格GTR的1/10。由于这些优点，IGBT广泛应用于不间断电源系统（UPS）的设计中。这种使用 IGBT 的在线式UPS 具有效率高，抗冲击能力强、可靠性高的显著优点。 UPS 主要有后备式、在线互动式和在线式三种结构。在线式UPS 以其可靠性高，输出电压稳定，无中断时间等显著优点，广泛用于通信系统、税务、金融、证券、电力、铁路、民航、政府机关的机房中。本文以在线式为介绍对象，介绍UPS 中的IGBT的应用。

　　第一种驱动电路 EXB841/840

　　EXB841 工作原理如图,当 EXB841 的 14 脚和 15 脚有 10mA 的电流流过 1us 以后 IGBT 正常开通，VCE 下降至 3V 左右，6 脚电压被钳制在 8V 左右，由于 VS1 稳压值是 13V,所以不会被击穿，V3 不导通，E 点的电位约为 20V,二极管 VD,截止，不影响 V4 和 V5 正常工作。

　　当 14 脚和 15 脚无电流流过，则 V1 和 V2 导通，V2 的导通使 V4 截止、V5 导通，IGBT 栅极电荷通过 V5 迅速放电，引脚 3 电位下降至 0V,是 IGBT 栅一射间承受 5V 左右的负偏压，IGBT 可靠关断，同时 VCE 的迅速上升使引脚 6"悬空".C2 的放电使得 B 点电位为 0V,则 V S1 仍然不导通，后续电路不动作，IGBT 正常关断。

　　如有过流发生，IGBT 的 V CE 过大使得 VD2 截止，使得 VS1 击穿，V3 导通，C4 通过 R7 放电，D 点电位下降，从而使 IGBT 的栅一射间的电压 UGE 降低 ,完成慢关断，实现对 IGBT 的保护。由 EXB841 实现过流保护的过程可知，EXB841 判定过电流的主要依据是 6 脚的电压，6 脚的电压不仅与 VCE 有关，还和二极管 VD2 的导通电压 Vd 有关。

　　第二种 M57959L/M57962L 厚膜驱动电路

　　M57959L/M57962L 厚膜驱动电路采用双电源(+15V,-10V)供电，输出负偏压为 -10V,输入输出电平与 TTL 电平兼容，配有短路 / 过载保护和封闭性短路保护功能，同时具有延时保护特性。其分别适合于驱动 1200V/100A、600V/200A 和 1200V/400A、600V/600A 及其以下的 IGBT.M57959L/M57962L 在驱动中小功率的 IGBT 时，驱动效果和各项性能表现优良，但当其工作在高频下时，其脉冲前后沿变的较差，即信号的最大传输宽度受到限制。且厚膜内部采用印刷电路板设计，散热不是很好，容易因过热造成内部器件的烧毁。

　　日本三菱公司的 M57959L 集成 IGBT 专用驱动芯片它可以作为 600V/200A 或者 1200V/100A 的 IGBT 驱动。其最高频率也达 40KHz,采用双电源供电(+15V 和 -15V)输出电流峰值为±2A,M57959L 有以下特点：

　　(1) 采用光耦实现电器隔离，光耦是快速型的，适合 20KHz 左右的高频开关运行，光耦的原边已串联限流电阻，可将 5V 电压直接加到输入侧。

　　(2) 如果采用双电源驱动技术，输出负栅压比较高，电源电压的极限值为+18V/-15V,一般取+15V/-10V.

　　(3) 信号传输延迟时间短，低电平 - 高电平的传输延时以及高电平 - 低电平的传输延时时间都在 1.5μs 以下。

　　(4) 具有过流保护功能。M57962L 通过检测 IGBT 的饱和压降来判断 IGBT 是否过流，一旦过流，M57962L 就会将对 IGBT 实施软关断，并输出过流故障信号。

　　(5) M57959 的内部结构如图所示，这一电路的驱动部分与 EXB 系列相仿，但是过流保护方面有所不同。过流检测仍采用电压采样，电路特点是采用栅压缓降，实现 IGBT 软关断，避免了关断中过电压和大电流冲击;另外，在关断过程中，输入控制信号的状态失去作用，既保护关断是在封闭状态中完成的。当保护开始时，立即送出故障信号，目的是切断控制信号，包括电路中其它有源器件。

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