根據(jù)IGBT 的特性, 其對驅(qū)動電路的要求如下:

　　(1) 提供適當(dāng)?shù)恼聪螂妷? 使IGBT 能可靠地開通和關(guān)斷。當(dāng)正偏壓增大時IGBT 通態(tài)壓降和開通損耗均下降, 但若U GE過大, 則負載短路時其IC 隨U GE增大而增大, 對其安全不利, 使用中選U GEn 15V 為好。

　　負偏電壓可防止由于關(guān)斷時浪涌電流過大而使IGBT誤導(dǎo)通, 一般選U GE= - 5V 為宜。

　　(2) IGBT 的開關(guān)時間應(yīng)綜合考慮?？焖匍_通和關(guān)斷有利于提高工作頻率, 減小開關(guān)損耗。但在大電感負載下, IGBT 的開頻率不宜過大, 因為高速開斷和關(guān)斷會產(chǎn)生很高的尖峰電壓, 及有可能造成IGBT 自身或其他元件擊穿。

　　(3) IGBT 開通后, 驅(qū)動電路應(yīng)提供足夠的電壓、電流幅值, 使IGBT 在正常工作及過載情況下不致退出飽和而損壞。

　　(4) IGBT 驅(qū)動電路中的電阻R G 對工作性能有較大的影響, R G 較大, 有利于抑制IGBT 的電流上升率及電壓上升率, 但會增加IGBT 的開關(guān)時間和開關(guān)損耗; R G 較小, 會引起電流上升率增大, 使IGBT 誤導(dǎo)通或損壞。R G 的具體數(shù)據(jù)與驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)及IGBT 的量有關(guān), 一般在幾歐～ 幾十歐, 小容量的IGBT 其R G 值較大。

　　(5) 驅(qū)動電路應(yīng)具有較強的抗干擾能力及對IG2BT 的保護功能。IGBT 的控制、驅(qū)動及保護電路等應(yīng)與其高速開關(guān)特性相匹配, 另外, 在未采取適當(dāng)?shù)姆漓o電措施情況下, G—E 斷不能開路。

　　1　直接驅(qū)動法

　　如圖 所示, 為了使IGBT 穩(wěn)定工作, 一般要求雙電源供電方式, 即驅(qū)動電路要求采用正、負偏壓的兩電源方式, 輸入信號經(jīng)整形器整形后進入放大級, 放大級采用有源負載方式以提供足夠的門極電流。為消除可能出現(xiàn)的振蕩現(xiàn)象, IGBT 的柵射極間接入了RC 網(wǎng)絡(luò)組成的阻尼濾波器。此種驅(qū)動電路適用于小容量的IGBT。

　　2　隔離驅(qū)動法

　　隔離驅(qū)動法有兩種電路形式。

　　上圖為最簡單的變壓器隔離驅(qū)動電路, 適用于小容量的IGBT。圖4 為光電耦合隔離驅(qū)動電路, 采用雙

　　電源供電的方式。當(dāng)V G 使發(fā)光二極管有電流流過時,光電耦合器HU 的三極管導(dǎo)通, R 1 上有電流流過, 場效應(yīng)管T 1 關(guān)斷, 在V C 的作用下, 經(jīng)電阻R 2、T 2 管的基—發(fā)射器有了偏流, T 2 迅速導(dǎo)通, 經(jīng)R G 柵極電阻,GBT 得到正偏而導(dǎo)通。當(dāng)V G 沒有脈沖電壓時, 發(fā)光二極管不發(fā)光, 作用過程相反, T 1 導(dǎo)通使T 3 導(dǎo)通,- V C 經(jīng)柵極電阻R G 加在IGBT 得柵射極之間, 使IG2BT 迅速關(guān)斷。

　　3　使用EXB840 集成模塊控制的驅(qū)動電路

　　相對于分立元件驅(qū)動電路而言, 集成化模塊驅(qū)動電路抗干擾能力強、集成化程度高、速度快、保護功能完善、可實現(xiàn)IGBT 的最優(yōu)驅(qū)動。EXB840 為高速型集成模塊, 最大開關(guān)頻率達40kHz, 能驅(qū)動75A , 1200V的IGBT 管。　如圖5 所示, 適當(dāng)增加外部元件, 可使整個電路具有過流檢測、保護及軟關(guān)斷功能。加直流20V 作為集成塊工作電源。內(nèi)部利用穩(wěn)壓二極管產(chǎn)生- 5V的電壓, 除供內(nèi)部應(yīng)用外, 也為外用提供負偏壓。集成塊采用高速光耦輸入隔離。

　　由于EXB840 的15 腳接高電平, 故控制脈沖輸入端14 腳為低電平時, IGBT 導(dǎo)通, 14 腳高電平時, IG2BT 截止。穩(wěn)壓管V 1、V 2 為柵極電壓的正向限幅保護, 電容C1、C2 為正、反向電源的濾波電容, 1 腳還外接發(fā)射極的鉗位二極管VD2。此外, 當(dāng)集電極電流過大時, IGBT 的飽和壓降U CE將明顯增加, 使集電極電位升高, 過高的集電極電位作為過流信號送至6 腳, 通過EXB840 內(nèi)部的保護電路, 使柵極電位逐步下降,IGBT 延時截止。與此同時, 5 腳輸出低電平, 使光耦合器S01 導(dǎo)通, 輸出過電流保護信號, 對PWM 信號提供一個封鎖信號, 封鎖與門。

　　1,IGBT 開關(guān)時的 dv/dt 和 di/dt 很高,在主板連接到驅(qū)動板的扁平線上套一個扁磁 環(huán),可降低對電子線路的電磁干擾.在每路 IGBT 的三根驅(qū)動連接線上也各套一個 圓柱磁環(huán),也可降低電磁干擾.還可以在輸入電源線上也套一個圓柱磁環(huán).

　　2,設(shè)計 IGBT 驅(qū)動板位置時,應(yīng)盡量靠近 IGBT,使驅(qū)動板至 IGBT 的連接線路盡 量短,這樣驅(qū)動波形更佳,電路工作更可靠,但還要考慮靠近 IGBT 是否導(dǎo)致驅(qū)動 板環(huán)境溫度過高,如果驅(qū)動板環(huán)境溫度過高,驅(qū)動板應(yīng)該要降額使用.

　　3,注意輸入電源需要有一定的功率裕量,否則在帶負載情況下,驅(qū)動板上的開關(guān)電 源可能不能正常啟動.例如以 20KHz 的頻率驅(qū)動 4 路 300A 的 IGBT,正常工作時, 輸入 24V 或 12V 電源的總功率可能只有 12W 左右,但為保證帶負載正常起動,輸 入電源需要提供 24W 左右的瞬時起動功率,起動持續(xù)時間在 1S 以內(nèi).所以,一般 應(yīng)按照最大電源電流值選取供電電源