IGBT驱动电路的运用规划
阻隔驱动产品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,选用厚膜或PCB工艺支撑,部分阻容元件由引脚接入。这种产品首要用于IGBT的驱动,因IGBT具有电流拖尾效应,所以光耦驱动器无一例外都是负压关断。下面咱们就以M57962L来为根底规划相关的驱动电路!
下图为M57962L驱动器的内部结构框图,选用光耦完成电气阻隔,光耦是快速型的,合适高频开关运转,光耦的原边已串联限流电阻(约185 Ω),可将5 V的电压直接加到输入侧。它选用双电源驱动结构,内部集成有2 500 V高阻隔电压的光耦合器和过电流维护电路、过电流维护输出信号端子和与TTL电平相兼容的输入接口,驱动电信号推迟最大为1.5us。
当单独用M57962L来驱动IGBT时。有三点是应该考虑的。首要。驱动器的最大电流改变率应设置在最小的RG电阻的约束范围内,由于对许多IGBT来讲,运用的RG 偏大时,会增大td(on )(导通推迟时刻),t d(off)(截止推迟时刻),tr(上升时刻)和开关损耗,在高频运用(超越5 kHz)时,这种损耗应尽量避免。别的。驱动器自身的损耗也有必要考虑。
假如驱动器自身损耗过大,会引起驱动器过热,致使其损坏。最终,当M57962L被用在驱动大容量的IGBT时,它的慢关断将会增大损耗。引起这种现象的原因是经过IGBT的Gres(反向传输电容)流到M57962L栅极的电流不能被驱动器吸收。它的阻抗不是足够低,这种慢关断时刻将变得更慢和要求更大的缓冲电容器运用M57962L规划的驱动电路如下图。
电路阐明:电源去耦电容C2 ~C7选用铝电解电容器,容量为100 uF/50 V,R1阻值取1 kΩ,R2阻值取1.5kΩ,R3取5.1 kΩ,电源选用正负l5 V电源模块别离接到M57962L的4脚与6脚,逻辑操控信号IN经l3脚输入驱动器M57962L。双向稳压管Z1挑选为9.1 V,Z2为18V,Z3为30 V,避免IGBT的栅极、发射极击穿而损坏驱动电路,二极管选用快康复的FR107管。
多电路输出的IGBT驱动规划
作业原理为:PWM操控芯片输出的两路反相PWM 信号经元件组成的功率扩大电路扩大之后,再经脉冲变压器阻隔耦合输出4路驱动信号。4路驱动信号依据触发相位分为相位相反的两组。驱动信号1与驱动信号3同相位,驱动信号2与驱动信号4同相位。该电路选用脉冲变压器完成了被控IGBT高电压主回路与操控回路的牢靠阻隔,IGBT 的GE间的稳压管用于避免搅扰产生过高的UGE而损坏IGBT的操控极。与MOSFET相同,负偏压能够避免母线过高du/dt形成门极误导通。但只需操控好母线电压瞬态过冲,可不需求IGBT的负偏压。此电路中,脉冲变压器次级接相应电路将驱动波形的负脉冲截去,大大削减了驱动电路的功耗。
由于IGBT的开关特性和安全作业区跟着栅极驱动电路的改变而改变,因此驱动电路功用的好坏将直接影响IGBT能否正常作业。为使IGBT能牢靠作业。IGBT驱动电路需求满意以下要求:
1.供给必定的正向和反向驱动电压,使IGBT能牢靠地注册和关断。
2.供给足够大的瞬时驱动功率或瞬时驱动电流,使IGBT能及时迅速地树立栅控电场而导通。
3.具有尽可能小的输入、输出推迟时刻,以进步作业频率。
4.足够高的输入输出电气阻隔功用,使信号电路与栅极驱动电路绝缘。
5.具有活络的过电流维护才能。
IGBT驱动电路规划的趋势
集成化模块构成的IGBT栅控电路因其功用牢靠、运用方便,然后得到了遍及运用,也是驱动电路的发展方向。各大公司均有不同系列的IGBT驱动模块,其基本功用相似,各项操控功用也在不断进步。例如富士公司的EXB系列驱动模块内部带有光耦合器材和过电流维护电路,它的功用如下图所示。
EXB系列驱动模块与IGBT之间的外部接口电路如下图所示。驱动信号经过外接晶体管的扩大,由管脚14和管脚15输入模块。过电流维护信号由丈量反映元件电流巨细的通态电压vCE 得出,再经过外接的光耦器材输出,过电流时使IGBT当即关断。二只33uF的外接%&&&&&%器用于吸收因电源接线所引起的供电电压的改变。管脚1和管脚3的引线别离接到IGBT的发射极E和门极G,引线要尽量短,而且应选用绞合线,以削减对栅极信号得到搅扰。图中D为快速康复二极管。
由于IGBT在产生短路后是不允许过快地关断,由于此刻短路电流已相当大,假如当即过快关断会形成很大的di/dt,这在线路散布电感的效果下会在IGBT上产生过高的冲击电压,极易损坏元件。所以在产生短路后,首要应经过减小栅极正偏置电压,使短路电流得以按捺,接着再关断IGBT,这便是所谓“慢关断技能”,这一功用在某些公司出产的模块中已有运用。