一种适用于桥式变换器的IGBT高频驱动电路一种适用于桥式变换器的IGBT高频驱动电路贲洪奇1,吴新科1,姜三勇1,鲁明明2(1.哈尔滨工业大学,哈尔滨150001;2.南京师范大学,南京210186)摘要:针对IGBT对驱动电路的要求,提出并分析了一种廉价的、适用于桥式变换器的IGBT高频驱动电路,给出了设计时需要注意的问题。该驱动电路不但工作频率高、实现容易,还可克服常用IGBT驱动器的缺点。关键词:变换器;绝缘栅双极性晶体管;驱动电路;保护电路中图分类号:TM46;TN386文献标识码:A文章编号:1010-101X(2002)05-0073-03AHighFrequencyDrivingCircuitofIGBTforFullBridgeConverterBENGHong2qi1,WUXin2ke1,JIANGSan2yong1,LUMing2ming2(1.HarbinInstituteofTechonology,Haerbin150001,China;2.NanjingNormalUniversity,Nanjing210186,China)Abstract:Thispaperproposesandanalyzesalow2costhighfrequencydrivingcircuitofIGBT,whichissuitableforfullbridgeconverter.Theproblemswhichweshouldpayattentiontoindesigningareanalyzed.Thecircuitnotonlycanoperateinhighfrequencybutalsocaneasilyberealized.ItovercomestheshortagesindriversofIGBTincommonuse.Keywords:converter;IGBT;drivingcircuit;protectioncircuit1引言在现代电力电子电路中,IGBT以其驱动方便、高耐压、低导通电阻、高工作频率而得到广泛应用。现在随着软开关技术的推广,IGBT的开关频率已经可以达到上百千赫,一般的驱动器已经无法满足高频条件下对驱动信号的要求。因此,有必要设计一些易于推广的IGBT高频驱动电路,以满足IGBT的正压驱动、负压关断、边沿陡峭的驱动要求。2IGBT的隔离驱动问题在大多数场合,IGBT都直接与电网相连,为了增加可靠性,驱动电路有必要与电网隔离。尤其是桥式电路,同一桥臂的上、下IGBT电位相差很大,驱动电路必须进行隔离。目前带有隔离的驱动器按隔离方式基本上可以分成两类。一类用光耦进行隔离[1,2,3],另一类用变压器隔离。由于光耦本身特性的限制,使得它们的工作频率最高只有40kHz左右,因此在高频场合的应用受到限制。若用高速光耦来驱动IGBT,则驱动能力有限,价格较贵,且没有保护功能。用变压器隔离虽然频率可以达到上百千赫,但是由于其自身不带保护功能,必须外加保护电路。基金项目:哈尔滨工业大学跨学科交叉性研究基金资助(HIT.MD2000.32)收稿日期:2001-12-25定稿日期:2002-02-25作者简介:贲洪奇(1965-),黑龙江双城人,博士,副教授。研究方向为功率因数校正,软开关技术。图1所示就是典型的变压器隔离驱动电路。也有一些带保护功能的变压器隔离的驱动芯片,如Uni2trode公司UC3736/3737[4]。然而,无论是光耦隔离还是采用变压器隔离的UC3736/3737,这些驱动电路有一个共同的缺点,即都需要为光耦或变压器的次级增加辅助电源,有的还要正负极性的电源。这就使得电路复杂,成本增加。尤其是驱动全桥电路的时候需要很多辅助电源,使用很不方便。图1a所示的驱动电路,虽然电路简单,不需辅助电源,但是由于变压器的工作特点,驱动信号占空比很大时会导致加在IGBT栅极的负向脉冲幅值很大,容易损坏管子。而占空比很小时栅极的负向电压很低,而且只能维持很短的时间,不能保证可靠关断。虽然在栅射之间并联稳压管能限制电压,但是影响信号的边沿。图1b所示电路虽然能够提供可靠的关断负压,但是仍然有驱动信号边沿不陡的问题,限制了驱动频率。图1典型的变压器隔离的驱动电路27第36卷第5期2002年10月电力电子技术PowerElectronicsVol.36,No.5October,2002一种适用于桥式变换器的IGBT高频驱动电路贲洪奇1,吴新科1,姜三勇1,鲁明明2(1.哈尔滨工业大学,哈尔滨150001;2.南京师范大学,南京210186)摘要:针对IGBT对驱动电路的要求,提出并分析了一种廉价的、适用于桥式变换器的IGBT高频驱动电路,给出了设计时需要注意的问题。该驱动电路不但工作频率高、实现容易,还可克服常用IGBT驱动器的缺点。关键词:变换器;绝缘栅双极性晶体管;驱动电路;保护电路中图分类号:TM46;TN386文献标识码:A文章编号:1010-101X(2002)05-0073-03AHighFrequencyDrivingCircuitofIGBTforFullBridgeConverterBENGHong2qi1,WUXin2ke1,JIANGSan2yong1,LUMing2ming2(1....
