IGBT驱动电路浅析摘要：木文阐述了对IGBT驱动器的基本要求，介绍了IGBT驱动器的各种电路形式及特点，指出了使用时应注意的问题。关键词：IGBT；驱动电路1引言近年来，新型功率开关器件IGBT已逐渐被人们所认识。与以前的各种电力电子器件相比，IGBTFl前在综合性能方面占有明显的优势，并正越来越多地应用到工作频率为几十千赫、输出功率为几千瓦到数百千瓦的各类电力变换装置小。然而，在TGBT的使用过程小，发现了不少影响TGBT推广使用的问题，其屮值得关注之一就是TGBT驱动电路的合理选择和正确设计问题。2IGBT驱动器的基本要求一个理想的TGBT驱动器应具有以下基本性能：(1)动态欤动能力强能为IGBT栅极提供具有陡峭前后沿的欤动脉冲。当IGBT在硬开关方式下工作吋，会在开通及关断过程屮产牛较大的开关损耗，这个过程越长，开关损耗越大。器件工作频率较高吋，开关损耗甚至会大大超过IGBT通态损耗，造成管芯温升较高。这种情况会大大限制IGBT的开关频率和输出能力，同时对IGBT的安全工作构成很大威胁。TGBT的开关速度与其栅极控制信号的变化速度密切相关。TGBT的栅射特性呈非线性电容性质，因此，欤动器须具有足够的瞬时电流吞吐能力，才能使IGBT栅射电压建立或消失得足够快，从而使开关损耗降至较低的水平。另一方面，驱动器内阻也不能过小,以免驱动回路的杂散电感与栅极电容形成欠阻尼振荡。同吋，过短的开关吋间也会造成主回路过高的电流尖峰，这既对主回路安全不利，也容易在控制电路屮造成干扰。(2)能向TGBT提供适当的正向栅压，正偏压应为+12-15V,负偏压-2—lOVoTGBT导通后的管压降与所加栅射电压有关，在漏射电流一定的情况下，Uge越高，Uce就越低，器件的导通损耗就越小，这有利于充分发挥管子的工作能力。但是，Uge并非越高越好，一般正偏压不允许超过20V,原因是一旦发牛过流或短路，栅压越高，则电流幅值越高，IGBT损坏的可能性就越大。通常，综合考虑取+15V为宜。(3)能向IGBT提供足够的反向栅压。在IGBT关断期间，由于电路屮其它部分的工作,会在栅极电路屮产牛一些高频振荡信号。这些信号轻则会使本该截止的IGBT处于微通状态，增加管子的功耗，重则将使逆变电路处于短路直通状态。因此，最好给应处于截止状态的IGBT加一反向栅压(幅值一般为5〜15V),使IGBT在栅极出现开关噪声吋仍能可靠截止。(4)有足够的输入输出电隔离能力。在许多设备屮，TGBT与工频电网有直接电联系，血控制电路一般不希望如此。另外许多电路(如桥式逆变器)屮的IGBT的工作电位差别很大，也不允许控制电路与其直接耦合。因此，驭动器具有电隔离能力可以保证设备的正常工作，同吋有利于维修调试人员的人身安全。但是，这种电隔离不应影响驱动信号的正常传输。(5)具有栅压限幅电路，保护栅极不被击穿。IGBT栅极极限电压一般为±20V,驱动信号超出此范围就可能破坏栅极。(6)输入输出信号传输尢延吋。这一方面能够减少系统响应滞后，另一方面能提高保护的快速性。(7)电路简单，成本低。(8)IGBT损坏时，驷动电路小的其它元件不会随Z损坏。IGBT烧毁时，集电极上的高电压往往会通过已被破坏的栅极窜入驱动电路,从而破坏其屮的某些元件。由于IGBT承受过流或短路的能力有限，故IGBT驱动器还应具有如下功能：(9)当IGBT处于负载短路或过流状态时，能在IGBT允许吋间内通过逐渐降低栅压自动抑制故障电流，实现TGBT的软关断。其FI的是避免快速关断故障电流造成过高的di/dto在朵散电感的作用下，过高的di/dt会产牛过高的电压尖峰，使IGBT承受不住而损坏。同理，驱动电路的软关断过程不应随输入信号的消失而受到影响，即应具有定吋逻辑栅压控制的功能。当出现过流时，无论此时有无输入信号，都应无条件地实现软关断。在各种设备屮，二极管的反向恢复、电磁性负载的分布电容及关断吸收电路等都会在IGBT开通时造成尖峰屯流。驱动器应具备抑制这一瞬吋过流的能力，在尖峰电流过后，应能恢复正常栅压,保证电路的正常工作。(10)在出现短路、过流的情况下，能迅速发出过流保护信号，供控制电路进行处理。3IGBT驱动器的电路形式及特点目前，供TGBT使用的驱动电路形式多种多样，各自的功能也不尽相同。从综合的观点看，还没有一种...