本文著重介紹三個IGBT驅(qū)動電路。驅(qū)動電路的作用是將單片機輸出的脈沖進(jìn)行功率放大,以驅(qū)動IGBT,保證IGBT的可靠工作,驅(qū)動電路起著至關(guān)重要的作用,對IGBT驅(qū)動電路的基本要求如下:
�。�1) 提供適當(dāng)?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷�,使IGBT可靠的開通和關(guān)斷。
(2) 提供足夠大的瞬態(tài)功率或瞬時電流,使IGBT能迅速建立柵控電場而導(dǎo)通。
(3) 盡可能小的輸入輸出延遲時間,以提高工作效率。
�。�4) 足夠高的輸入輸出電氣隔離性能,使信號電路與柵極驅(qū)動電路絕緣。
�。�5) 具有靈敏的過流保護能力。
驅(qū)動電路EXB841/840
EXB841 工作原理如圖1,當(dāng)EXB841的14腳和15腳有10mA的電流流過1us以后IGBT正常開通,VCE下降至3V左右,6腳電壓被 鉗制在8V左右,由于VS1穩(wěn)壓值是13V,所以不會被擊穿,V3不導(dǎo)通,E點的電位約為20V,二極管VD截止,不影響V4和V5正常工作。
當(dāng) 14腳和15腳無電流流過,則V1和V2導(dǎo)通,V2的導(dǎo)通使V4截止、V5導(dǎo)通,IGBT柵極電荷通過V5迅速放電,引腳3電位下降至0V,是 IGBT柵一 射間承受5V左右的負(fù)偏壓,IGBT可靠關(guān)斷,同時VCE的迅速上升使引腳6“懸空”。C2的放電使得B點電位為0V,則V S1仍然不導(dǎo)通,后續(xù)電路不動作,IGBT正常關(guān)斷。
如有過流發(fā)生,IGBT的V CE過大使得VD2截止,使得VS1擊穿,V3導(dǎo)通,C4通過R7放電,D點電位下降,從而使IGBT的柵一射間的電壓UGE降低 ,完成慢關(guān)斷,實現(xiàn)對IGBT的保護。由EXB841實現(xiàn)過流保護的過程可知,EXB841判定過電流的主要依據(jù)是6腳的電壓,6腳的電壓不僅與VCE 有關(guān),還和二極管VD2的導(dǎo)通電壓Vd有關(guān)。
典型接線方法如圖2,使用時注意如下幾點:
a、IGBT柵-射極驅(qū)動回路往返接線不能太長(一般應(yīng)該小于1m),并且應(yīng)該采用雙絞線接法,防止干擾。
b、由于IGBT集電極產(chǎn)生較大的電壓尖脈沖,增加IGBT柵極串聯(lián)電阻RG有利于其安全工作。但是柵極電阻RG不能太大也不能太小,如果 RG增大,則開通關(guān)斷時間延長,使得開通能耗增加;相反,如果RG太小,則使得di/dt增加,容易產(chǎn)生誤導(dǎo)通。
c、圖中電容C用來吸收由電源連接阻抗引起的供電電壓變化,并不是電源的供電濾波電容,一般取值為47 F。
d、6腳過電流保護取樣信號連接端,通過快恢復(fù)二極管接IGBT集電極。
e、14、15接驅(qū)動信號,一般14腳接脈沖形成部分的地,15腳接輸入信號的正端,15端的輸入電流一般應(yīng)該小于20mA,故在15腳前加限流電阻。
f、為了保證可靠的關(guān)斷與導(dǎo)通,在柵射極加穩(wěn)壓二極管。