IGBT作为一种大功率的复合器材，存在着过流时可能产生确定现象而形成损坏的问题。在过流时如选用一般的速度封闭栅极电压，过高的电流改变率会引起过电压，为此需求选用软关断技能，因此把握好IGBT的驱动和维护特性是非常必要的。
IGBT是电压操控型器材，在它的栅极-发射极间施加十几V的直流电压，只要μA级的漏电流流过，根本上不耗费功率。但IGBT的栅极-发射极间存在着较大的寄生电容(几千至上万pF)，在驱动脉冲电压的上升及下降沿需求供给数A的充放电电流，才干满意注册和关断的动态要求，这使得它的驱动电路也有必要输出必定的峰值电流。
IGBT作为一种大功率的复合器材，存在着过流时可能产生确定现象而形成损坏的问题。在过流时如选用一般的速度封闭栅极电压，过高的电流改变率会引起过电压，为此需求选用软关断技能，因此把握好IGBT的驱动和维护特性是非常必要的。
栅极特性
IGBT的栅极经过一层氧化膜与发射极完成电阻隔。因为此氧化膜很薄，其击穿电压一般只能到达20～30V，因此栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。在使用中有时尽管确保了栅极驱动电压没有超越栅极最大额外电压，但栅极连线的寄生电感和栅极-集电极间的电容耦合，也会产生使氧化层损坏的振动电压。为此。一般选用绞线来传送驱动信号，以减小寄生电感。在栅极连线中串联小电阻也可以按捺振动电压。
因为IGBT的栅极-发射极和栅极-集电极间存在着散布电容Cge和Cgc，以及发射极驱动电路中存在有散布电感Le，这些散布参数的影响，使得IGBT的实践驱动波形与抱负驱动波形不完全相同，并产生了不利于IGBT注册和关断的要素。这可以用带续流二极管的电感负载电路(见图1)得到验证。
图1 IGBT开关等效电路和注册波形
在t0时刻，栅极驱动电压开端上升，此刻影响栅极电压uge上升斜率的首要要素只要Rg和Cge，栅极电压上升较快。在t1时刻到达IGBT的栅极门槛值，集电极电流开端上升。从此刻开端有2个原因导致uge波形违背原有的轨道。
首要，发射极电路中的散布电感Le上的感应电压跟着集电极电流ic的添加而加大，然后削弱了栅极驱动电压，并且下降了栅极-发射极间的uge的上升率，减缓了集电极电流的添加。
其次，另一个影响栅极驱动电路电压的要素是栅极-集电极电容Cgc的密勒效应。t2时刻，集电极电流到达最大值，从而栅极-集电极间电容Cgc开端放电，在驱动电路中添加了Cgc的容性电流，使得在驱动电路内阻抗上的压降添加，也削弱了栅极驱动电压。明显，栅极驱动电路的阻抗越低，这种效应越弱，此效应一向坚持到t3时刻，uce降到零停止。它的影响相同减缓了IGBT的注册进程。在t3时刻后，ic到达稳态值，影响栅极电压uge的要素消失后，uge以较快的上升率到达最大值。
由图1波形可看出，因为Le和Cgc的存在，在IGBT的实践运转中uge的上升速率减缓了许多，这种阻止驱动电压上升的效应，表现为对集电极电流上升及注册进程的阻止。为了减缓此效应，应使IGBT模块的Le和Cgc及栅极驱动电路的内阻尽量小，以取得较快的注册速度。
IGBT关断时的波形如图2所示。t0时刻栅极驱动电压开端下降，在t1时刻到达刚能坚持集电极正常作业电流的水平，IGBT进入线性作业区，uce开端上升，此刻，栅极-集电极间电容Cgc的密勒效应支配着uce的上升，因Cgc耦合充电效果，uge在t1-t2期间根本不变，在t2时刻uge和ic开端以栅极-发射极间固有阻抗所决议的速度下降，在t3时，uge及ic均降为零，关断完毕。
图2 IGBT关断时的波形
由图2可看出，因为电容Cgc的存在，使得IGBT的关断进程也延伸了许多。为了减小此影响，一方面应挑选Cgc较小的IGBT器材;另一方面应减小驱动电路的内阻抗，使流入Cgc的充电电流添加，加速了uce的上升速度。
在实践使用中，IGBT的uge幅值也影响着饱满导通压降：uge添加，饱满导通电压将减小。因为饱满导通电压是IGBT发热的首要原因之一，因此有必要尽量减小。一般uge为15～18V，若过高，简单形成栅极击穿。一般取15V。IGBT关断时给其栅极-发射极加必定的负偏压有利于进步IGBT的抗打扰才干，一般取5～10V。
栅极串联电阻对栅极驱动波形的影响
栅极驱动电压的上升、下降速率对IGBT注册关断进程有着较大的影响。IGBT的MOS沟道受栅极电压的直接操控，而MOSFET部分的漏极电流操控着双极部分的栅极电流，使得IGBT的注册特性首要决议于它的MOSFET部分，所以IGBT的注册受栅极驱动波形的影响较大。IGBT的关断特性首要取决于内部少子的复合速率，少子的复合受MOSFET的关断影响，所以栅极驱动对IGBT的关断也有影响。
在高频使用时，驱动电压的上升、下降速率应快一些，以进步IGBT开关速率下降损耗。
在正常状况下IGBT注册越快，损耗越小。但在注册进程中如有续流二极管的反向康复电流和吸收电容的放电电流，则注册越快，IGBT接受的峰值电流越大，越简单导致IGBT危害。此刻应下降栅极驱动电压的上升速率，即添加栅极串联电阻的阻值，按捺该电流的峰值。其价值是较大的注册损耗。使用此技能，注册进程的电流峰值可以操控在恣意值。
由以上剖析可知，栅极串联电阻和驱动电路内阻抗对IGBT的注册进程影响较大，而对关断进程影响小一些，串联电阻小有利于加速关断速率，减小关断损耗，但过小会形成di/dt过大，产生较大的集电极电压尖峰。因此对串联电阻要根据详细规划要求进行全面归纳的考虑。
栅极电阻对驱动脉冲的波形也有影响。电阻值过小时会形成脉冲振动，过大时脉冲波形的前后沿会产生推迟和变缓。IGBT的栅极输入%&&&&&%Cge跟着其额外电流容量的添加而增大。为了坚持相同的驱动脉冲前后沿速率，关于电流容量大的IGBT器材，应供给较大的前后沿充电电流。为此，栅极串联电阻的电阻值应跟着IGBT电流容量的添加而减小。
IGBT的驱动电路
IGBT的驱动电路有必要具有2个功用：
1. 是完成操控电路与被驱动IGBT栅极的电阻隔;
2. 是供给适宜的栅极驱动脉冲。完成电阻隔可选用脉冲变压器、微分变压器及光电耦合器。
图3 由分立元器材构成的IGBT驱动电路
图3为选用光耦合器等分立元器材构成的IGBT驱动电路。当输入操控信号时，光耦VLC导通，晶体管V2截止，V3导通输出+15V驱动电压。当输入操控信号为零时，VLC截止，V2、V4导通，输出-10V电压。+15V和-10V电源需接近驱动电路，驱动电路输出端及电源地端至IGBT栅极和发射极的引线应选用双绞线，长度最好不超越0.5m。
图4 由集成电路TLP250构成的驱动器
图4为由%&&&&&%TLP250构成的驱动器。TLP250内置光耦的阻隔电压可达2500V，上升和下降时刻均小于0.5μs，输出电流达0.5A，可直接驱动50A/1200V以内的IGBT。外加推挽扩大晶体管后，可驱动电流容量更大的IGBT。TLP250构成的驱动器体积小，价格便宜，是不带过流维护的IGBT驱动器中较抱负的挑选。
IGBT的过流维护
IGBT的过流维护电路可分为2类：一类是低倍数的(1.2～1.5倍)的过载维护;一类是高倍数(可达8～10倍)的短路维护。
关于过载维护不用快速呼应，可选用集中式维护，即检测输入端或直流环节的总电流，当此电流超越设定值后比较器翻转，封闭一切IGBT驱动器的输入脉冲，使输出电流降为零。这种过载电流维护，一旦动作后，要经过复位才干康复正常作业。
IGBT能接受很短时刻的短路电流，能接受短路电流的时刻与该IGBT的导通饱满压降有关，跟着饱满导通压降的添加而延伸。如饱满压降小于2V的IGBT答应接受的短路时刻小于5μs，而饱满压降3V的IGBT答应接受的短路时刻可达15μs，4～5V时可达30μs以上。存在以上联系是因为跟着饱满导通压降的下降，IGBT的阻抗也下降，短路电流一起增大，短路时的功耗跟着电流的平方加大，形成接受短路的时刻敏捷减小。
一般采纳的维护措施有软关断和降栅压2种。软关断指在过流和短路时，直接关断IGBT。可是，软关断抗打扰才干差，一旦检测到过流信号就关断，很简单产生误动作。为添加维护电路的抗打扰才干，可在毛病信号与发动维护电路之间加一延时，不过毛病电流会在这个延时内急剧上升，大大添加了功率损耗，一起还会导致器材的di/dt增大。所以往往是维护电路发动了，器材仍然坏了。
降栅压旨在检测到器材过流时，立刻下降栅压，但器材仍坚持导通。降栅压后设有固定延时，毛病电流在这一延时期内被约束在一较小值，则下降了毛病时器材的功耗，延伸了器材抗短路的时刻，并且可以下降器材关断时的di/dt，对器材维护非常有利。若延时后毛病信号仍然存在，则关断器材，若毛病信号消失，驱动电路可主动康复正常的作业状况，因此大大增强了抗打扰才干。
上述降栅压的办法只考虑了栅压与短路电流巨细的联系，而在实践进程中，降栅压的速度也是一个重要要素，它直接决议了毛病电流下降的di/dt。慢降栅压技能便是经过约束降栅压的速度来操控毛病电流的下降速率，
