开关电源中大功率器材驱动电路的规划一向是电源范畴的关键技能之一。一般大功率三极管和绝缘栅功率器材(包含VMOS场效应管和IGBT绝缘栅双极性大功率管等),由于器材结构的不同,详细的驱动要求和技能也大不相同。前者归于电流操控器材,要求适宜的电流波形来驱动;后者归于电场操控器材,要求必定的电压来驱动。本文只介绍后者的状况。
VMOS场效应管(以及IGBT绝缘栅双极性大功率管等器材)的源极和栅极之间是绝缘的二氧化硅结构，直流电不能经过,因而低频的静态驱动功率接近于零。可是栅极和源极之间构成了一个栅极电容Cgs，因而在高频率的替换注册和关断时需求必定的动态驱动功率。小功率VMOS管的Cgs一般在10-100pF之内,关于大功率的绝缘栅功率器材,由于栅极电容Cgs较大，在1-100nF,乃至更大,因而需求较大的动态驱动功率。更由于漏极到栅极的密勒电容Cdg,栅极驱动功率是不行忽视的。
为牢靠驱动绝缘栅器材，现在已有许多老练电路。当驱动信号与功率器材不需求阻隔时，驱动电路的规划是比较简略的，现在也有了一些优异的驱动集成电路，如IR2110。当需求驱动器的输入端与输出端电气阻隔时，一般有两种途径：选用光电耦合器，或是运用脉冲变压器来供应电气阻隔。
光电耦合器的长处是体积细巧,缺陷是：A.反响较慢，因而具有较大的推迟时刻(高速型光耦一般也大于500ns)；B.光电耦合器的输出级需求阻隔的辅佐电源供电。
用脉冲变压器阻隔驱动绝缘栅功率器材有三种办法：无源、有源和自给电源驱动。
无源办法便是用变压器次级的输出直接驱动绝缘栅器材，这种办法很简略，也不需求独自的驱动电源，但由于绝缘栅功率器材的栅源电容Cgs一般较大，因而栅源间的波形Vgs将有显着变形，除非将初级的输入信号改为具有必定功率的大信号，相应脉冲变压器也应取较大体积。
有源办法中的变压器只供应阻隔的信号，在次级还有整形扩大电路来驱动绝缘栅功率器材，当然驱动波形好，可是需求别的供应阻隔的辅佐电源供应扩大器。而辅佐电源假如处理不妥，或许会引入寄生的搅扰。
自给电源办法的已有技能是对PWM驱动信号进行高频(1MHz以上)调制，该信号加在阻隔脉冲变压器的初级，在次级经过直接整流得到自给电源，而原PWM调制信号则需经过解调获得，明显，这种办法并不简略, 价格当然也较高。调制的长处是能够传递的占空比不受约束。
分时式自给电源是北京落木源公司的立异技能，其特色是变压器在输入PWM信号的上升和下降沿只传递PWM信息，在输入信号的平顶阶段传递驱动所需求的能量，因而波形失真很小。这种技能的缺陷是占空比一般只能到达5－95％。
市场上的驱动器产品简介
当时市场上的制品驱动器,按驱动信号与被驱动的绝缘栅器材的电气联系来分,可分为直接驱动和阻隔驱动两种,其间阻隔驱动的阻隔元件有光电耦合器和脉冲变压器两种。
不阻隔的直接驱动器
在Boost、全波、正激或反激等电路中，功率开关管的源极坐落输入电源的下轨，PWM IC输出的驱动信号一般不用与开关管阻隔，能够直接驱动。假如需求较大的驱动才能,能够加接一级扩大器或是串上一个制品驱动器。直接驱动的制品驱动器一般都选用薄膜工艺制成IC电路，调理电阻和较大的电容由外引脚接入。
现在的制品驱动器品种不少，如TI公司的UCC37XXX系列，TOSIBA公司的TPS28XX系列，Onsemi公司的MC3315X系列，SHARP公司的PC9XX系列，IR公司的IR21XX系列，等等，品种繁复，本文不作详细介绍，读者可查阅相关材料。
运用光电耦合器的阻隔驱动器
阻隔驱动产品绝大部分是运用光电耦合器来阻隔输入的驱动信号和被驱动的绝缘栅器材，选用厚膜工艺制成HIC电路，部分阻容元件也由引脚接入。
现在市售的光电耦合型驱动器产品，首要有FUJI公司的EXB8XX系列、MITSUBISHI公司的M579XX系列、英达公司的HR065和西安爱帕克电力电子有限公司的HL402B等，以及北京落木源电子技能有限公司的TX-KA系列。TX-KA系列驱动器维护功用完善、作业频率高、价格便宜，并能与多种其它类型的驱动器兼容。
此类产品，由于光电耦合器的速度约束，一般作业频率都在50KHz以下(TX-KA101可达80K)。它们的长处是，大部分具有过流维护功用，其过电流信号是从IGBT的管压降中获得的；一起的缺陷是需求一个或两个独立的辅佐电源，因而运用较为费事。
由于本钱问题，该类产品价格稍高，因而只适用于在大功率电源中驱动IGBT模块，在中小功率范畴难以推行运用。
变压器阻隔、一路电源输入，自带DC/DC辅佐电源的驱动器
现在有CONCEPT公司的２SD315A和SEMIKRON公司的SKHI2２等，运用两个脉冲变压器传递半桥驱动信号，需求一路电源输入，自带一个DC/DC电源供应驱动所需的两个辅佐电源．输出的驱动信号质量不错，驱动才能也很强，但由于结构杂乱，因而体积较大，价格不菲，只适用于特大功率电源中。上述两种驱动板的信号传递选用的是调制技能。
北京落木源公司也开发了一款变压器阻隔的驱动器，类型为KB101，能够作业在较高的频率上，可是需求用户供应辅佐电源。
变压器阻隔、调制式自给电源驱动器
调制式自给电源驱动器，选用变压器进行电气阻隔，经过载频传递驱动所需求的能量，经过调制信号传递PWM信息，因而能够经过0－100％占空比的PWM信号。现在的许多驱动板产品都选用这种技能，如西门康的SKHI27等。
单片式的调制驱动器，现在国外还未见有产品出售。但有一种2片组合式的，如UNITRODE公司的UC3724/25集成电路对，其间3724与驱动源相连，3725与被驱动的绝缘栅器材相连，3724与3725之间由用户接入一个脉冲变压器，在UC3724中将PWM信号调制到约１MHz的载波上，送到阻隔脉冲变压器的初级，次级输出信号在UC3725中经过直接整流得到自给电源，经过解调获得原PWM信号。
国内的单片式调制驱动器，有北京落木源的TX-KE系列驱动器。
调制驱动器，除无需用户供应辅佐电源外，还具有阻隔电压高的特色，可是价格较高。
变压器阻隔、分时式自给电源驱动器
分时式自给电源驱动器产品的长处是：价格便宜，大中小功率的电源都可运用；驱动器本身不需求独自的供电电源，简化了电路；输出驱动脉冲的推迟很少，上升和下降沿也恰当峻峭；作业频率较高；而且可在占空比5-95%的规模内作业。
分时式自给电源驱动器的缺陷是：当作业频率较低时变压器的体积较大，厚膜化困难，由于自给电源供应的能量有限、难以驱动300A/1200V以上的IGBT。
TX系列驱动器介绍
TX-KA系列IGBT驱动器
选用高速光电耦合器阻隔，维护措施比较齐备，具有信号封闭功用，能够最大极限地维护IGBT。其间多个类型与国外产品兼容。KA102具有完善的三段式短路维护，能够驱动2000A/1700V的IGBT。
TX-KB系列IGBT驱动器
选用变压器阻隔，作业频率比较高，具有较完善的维护功用，具有信号封闭功用。
TX-KC系列IGBT驱动器
维护功用比较完善，具有信号封闭功用，选用变压器阻隔，次级选用分时自给电源，无需用户供应阻隔电源。
TX-KD系列IGBT驱动器
品种较多，选用变压器阻隔，次级选用分时自给电源，占空比可达5-95%，运用方便，价格较低价，能驱动各种单管和半桥、双正激、同步整流电路中的双管，但一般不适用于很低频率的状况。
TX-KE系列MOSFET、IGBT驱动器
变压器阻隔，选用调制技能，次级选用调制式自给电源，无需用户供应阻隔电源；PWM开关信息经过调制传递到次级。作业频率规模宽，占空比可在0－100％之间。
IGBT驱动器正常输出波形的测验
带维护功用的驱动器和驱动板，用户如要测验正常的静态(不加主电状况下)输出波形，需求留意以下几点：
1、假如功率管IGBT或MOSFET现已连接在电路中了，则加上驱动电源和PWM输入信号，就能够在输出端用示波器看到相应的输出信号。
2、假如功率管没有接，仅仅在做一个输出测验，那么必须将应接功率管集电极和发射极(或漏极和源极)的两点予以短路才行。由于假如集电极或漏极悬空，那么驱动器或驱动板将以为功率管处于短路状况而发动内部的维护机制，这时看到的将是驱动器输出的维护信号波形，无论是波形形状仍是周期都与输入的PWM信号彻底不同。
IGBT驱动器短路维护功用的测验
IGBT在运用中要处理的首要问题便是怎么在过流、短路和过压的状况下对IGBT实施比较完善的维护。过流毛病一般需求稍长的时刻才使电源过热，因而对它的维护都由主操控板来处理。过压一般发生在IGBT关断时，较大的di/dt在寄生电感上发生了较高的电压，这需求用缓冲电路来胁迫，或许恰当下降关断的速率。短路毛病发生后瞬时就会发生极大的电流，很快就会损坏IGBT，主操控板的过流维护底子来不及，必须由驱动电路或驱动器马上加以维护。
因而驱动器的短路维护功用规划的是否完善，对电源的安全运转至关重要。拿到一个驱动电路，运用前先测验一下它的短路维护功用是否完善，是很有必要的。本文介绍两种测验办法。
1、榜首种测验办法
图中PWM信号送到驱动器的信号输入端，毛病后再发动电容Creset＝10nF，Dhv是高反压快康复管，限流电阻Rlimit＝10－100R，电容C＝10－470uF。示波器可在驱动器的输入和输出端监测。假如不接Creset，则驱动器输出端输出的是约1ms的脉冲，也便是IGBT每1ms短路一次。考虑到有的IGBT在这种状况下时刻长了仍有或许过热焚毁，接入10nF的Creset后，则为约12ms短路一次，确保了IGBT的安全。
过流动作阈值设置电阻Rn的选取，请依据所试驱动器阐明中的关于Rn的阐明和所试验IGBT的正向伏安特性曲线选取适宜的阻值。
在单管电路的开关电源中，接入恰当的Creset后，能够省去一般的短路信号反应光耦，仅靠落木源驱动器本身就能确保IGBT的安全运转，这也是落木源产品的特色之一。
2、第二种测验办法
与榜首种办法相似，仅仅不让IGBT始终保持短路，用手艺来短路A、B两点。这种短路试验比榜首种更严格，对驱动器的要求也更高，由于手艺短路，不行能一下接实，实践是一连串的通断进程。落木源的驱动器能够确保您的IGBT的安全。
留意：试验时必定留意人身安全，最好在工频输入处加一个阻隔变压器。
