三相逆變器中IGBT的幾種驅(qū)動(dòng)電路的分析

在圖4中，TR1和TR2的選取與用于IGBT驅(qū)動(dòng)的柵極電阻有直接的關(guān)系，例如，電源電壓為24V時(shí)，TR1和TR2的Icmax≥24/Rg。
圖5給出了TLP250驅(qū)動(dòng)IGBT時(shí)，1200V/200A的IGBT上電流的實(shí)驗(yàn)波形（50A/10μs）?？梢钥闯觯捎赥LP250不具備過流保護(hù)功能，當(dāng)IGBT過流時(shí)， 通過控制信號(hào)關(guān)斷IGBT，IGBT中電流的下降很陡，且有一個(gè)反向的沖擊。這將會(huì)產(chǎn)生很大的di/dt和開關(guān)損耗，而且對(duì)控制電路的過流保護(hù)功能要求很高。

TLP250使用特點(diǎn)：
1）TLP250輸出電流較小，對(duì)較大功率IGBT實(shí)施驅(qū)動(dòng)時(shí)，需要外加功率放大電路。
2）由于流過IGBT的電流是通過其它電路檢測(cè)來完成的，而且僅僅檢測(cè)流過IGBT的電流，這就有可能對(duì)于IGBT的使用效率產(chǎn)生一定的影響，比如IGBT在安全工作區(qū)時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)的提前保護(hù)等。
3）要求控制電路和檢測(cè)電路對(duì)于電流信號(hào)的響應(yīng)要快，一般由過電流發(fā)生到IGBT可靠關(guān)斷應(yīng)在10μs以內(nèi)完成。
4）當(dāng)過電流發(fā)生時(shí)，TLP250得到控制器發(fā)出的關(guān)斷信號(hào)，對(duì)IGBT的柵極施加一負(fù)電壓，使IGBT硬關(guān)斷。這種主電路的dv/dt比正常開關(guān)狀態(tài)下大了許多，造成了施加于IGBT兩端的電壓升高很多，有時(shí)就可能造成IGBT的擊穿。

2.2EXB8..Series（FUJIELECTRIC公司生產(chǎn)）

隨著有些電氣設(shè)備對(duì)三相逆變器輸出性能要求的提高及逆變器本身的原因，在現(xiàn)有的許多逆變器中，把逆變單元IGBT的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)和主電路電流的檢測(cè)分別由不同的電路來完成。這種驅(qū)動(dòng)方式既提高了逆變器的性能，又提高了IGBT的工作效率，使IGBT更好地在安全工作區(qū)工作。這類芯片有富士公司的EXB8..Series、夏普公司的PC929等。在這里，我們主要針對(duì)EXB8..Series做一介紹。
EXB8..Series集成芯片是一種專用于IGBT的集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)等功能于一體的復(fù)合集成電路。廣泛用于逆變器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)用變頻器、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、UPS、感應(yīng)加熱和電焊設(shè)備等工業(yè)領(lǐng)域。具有以下的特點(diǎn)：
1）不同的系列（標(biāo)準(zhǔn)系列可用于達(dá)到10kHz開關(guān)頻率工作的IGBT，高速系列可用于達(dá)到40kHz開關(guān)頻率工作的IGBT）。
2）內(nèi)置的光耦可隔離高達(dá)2500V/min的電壓。
3）單電源的供電電壓使其應(yīng)用起來更為方便。
4）內(nèi)置的過流保護(hù)功能使得IGBT能夠更加安全地工作。
5）具有過流檢測(cè)輸出信號(hào)。
6）單列直插式封裝使得其具有高密度的安裝方式。
常用的EXB8..Series主要有：標(biāo)準(zhǔn)系列的EXB850和EXB851，高速系列的EXB840和EXB841。其主要應(yīng)用場(chǎng)合如表4所示。

注：1）標(biāo)準(zhǔn)系列：驅(qū)動(dòng)電路中的信號(hào)延遲≤4μs
2）高速系列：驅(qū)動(dòng)電路中的信號(hào)延遲≤1.5μs
圖6給出了EXB8..Series的功能方框圖。

表5給出了EXB8..Series的電氣特性。

表6給出了EXB8..Series工作時(shí)的推薦工作條件。表6EXB8..Series工作時(shí)的推薦工作條件