规划高性能的驱动与维护电路是安全运用IGBT的关键技术.日本FUJI公司的EXB841芯片是一种典型的适用于300A以下IGBT的专用驱动电路，具有单电源、正负偏压、过流检测、维护、软关断等首要特性，在国内外得到了广泛运用，但在中高频逆变电路的实践运用中还存在一些缺乏，导致IGBT的误导通或误关断，严峻影响了设备的稳定性与可靠性.因而，依据EXB841的驱动电路优化规划成为了人们研讨的重要内容.大多数文献提出了选用高压降检测二极管或稳压管与二极管反向串接等办法下降动作阈值，但调整遭到较大约束.
本文在具体研讨EXB841电路结构与作业原理的基础上，规划了一种优化驱动电路.该电路运用在大功率全桥逆变DBD型臭氧产生电源中，运用作用证明该优化电路处理了典型电路存在的问题，如电源在极小电流时的虚伪过流报警、逆变桥直通，进一步进步了EXB841驱动的可靠性.
1 驱动芯片EXB841
图1所示为EXB841的内部电路和典型运用电路图，首要有3个作业进程：正常注册进程、正常关断进程和过流维护动作进程.14和15两脚间外加PWM操控信号，当10～15V的正向触发操控脉冲电压施加于15和14脚时，在GE两头产生约16 v的IGBT注册电压;当触发操控脉冲电压吊销时，在GE两头产生约-5.1 V的IGBT关断电压.过流维护动作进程是依据IGBT的CE极间电压Uce的巨细断定是否过流而进行维护的，Uce由二极管V7检测.当IGBT注册时，若产生负载短路等产生大电流的毛病，Uce上升许多，会使得二极管V7截止，EXB841的6脚“悬空”，B点和C点电位开端由约6 V 上升，当上升至13 V 时，Vs1被击穿，V3导通，C4经过R7和V3放电，E点的电压逐步下降，V6导通，从而使IGBT的GE间电压Uge下降，完结缓关断，完结EXB841对IGBT的维护.E点电位Ue为-5.1 V，由EXB841内部的稳压二极管Vs2决议.
图1 EXB841内部电路与典型运用
作为IGBT的驱动芯片，EXB841有着许多的长处，但也存在着缺乏：
1)过流维护阈值太高：由EXB841完结过流维护的进程可知，EXB841断定过流的首要依据是6脚电压.6脚电压U6不只和Uce有关，还和二极管V7的导通电压Ud及Ue有关，V7在0.5～0.6 V时即可注册，故过流维护阈值Uceo=U6-Ud-Ue=13V-0.6V-5.1V=7.3V.一般IGBT在经过额定电流时导通压降Uce为3.5V，当Uce=Uceo =7.5 V时。IGBT已严峻过流，对应电流约为额定电流的2～3倍，因而，应下降Uceo.
2)负偏压缺乏：EXB841为了避免较高dv/dt引起IGBT误动作设置了负栅压，实践负栅压值一般不到-5 v.在大功率臭氧电源等具有较大电磁搅扰的全桥逆变运用中，电磁搅扰使负栅压信号中存在随作业电流增大而增大的搅扰尖锋脉冲，其值可超越6V，乃至到达8-9 V，能导致截止的IGBT误导通，形成桥臂直通.因而，有必要恰当进步负偏压.实践标明，在合理布局的基础上，需选用8V左右的负偏压.
3)存在虚伪过流：一般大功率IGBT的导通时刻ton在1us左右.实践上，IGBT导通时尾部电压下降是较慢的，试验标明，当作业电压较高时，Uce下降至饱合导通压降约需4～5 s，而过流检测的延迟时刻约为2.7 s.因而，在IGBT注册进程中，若过流维护动作阈值太高，会呈现虚伪过流.为了辨认真假过流，5脚的过流毛病输出信号应延时5us，以便外部维护电路对真实的过流进行维护，在EXB841完结内部软关断后再封闭外加PWM信号.
4)过流维护无自锁功用：在呈现过流时，EXB841将正常的驱动信号变成一系列降幅脉冲完结IGBT的软关断，并在5脚输出毛病指示信号，但不能封闭输入的PWM操控信号.因5脚输出信号无锁存功用，须在产生真实的过流时，用触发器确定毛病输出信号，用外部电路完结对体系的维护和停机.
5)软关断不可靠：检测到过流后，EXB841有较长的软关断时刻，导致维护动作慢，维护作用变差.
2 驱动电路优化规划
针对上述EXB841典型运用中存在的缺乏，在规划臭氧逆变电源中，研讨与规划了图2所示的依据EXB841的优化驱动电路，包含外部负栅压成型电路、过流检测电路、虚伪过流毛病辨认与毛病信号锁存电路.
图2 EXB841的优化驱动电路
2.1 外部负栅压成型电路
IGBT栅射极的驱动电压巨细需依据不同的运用场合作出活跃的调整.本规划中，将IGBT的射极E改为与外部负栅压成型电路的输出直接相连，用外接8V稳压管Vs02替代EXB841内部的稳压管Vs2，限流电阻R012为4.7 kΩ，在稳压管两头并联了两个电容值分别为10uF(C05)和0.33uF(C06)的去耦滤波电容.为避免栅极驱动电路呈现高压尖峰，在栅射极间并联了反向串接的16 V(Vs04)与8 V(Vs05)稳压二极管.
