igbt电路图 IGBT驱动电路种类归纳？

2019-07-13 03:05:49 来源：朵拉利品网

1, IGBT驱动电路种类归纳？

1. 驱动器的工作电压Vp一般为24V。
2. 5V电平输入信号可直接连接，如信号的高电平Vim高于5V，应在输入端串连一个电阻Ri和电容Ci,Ri使输入电流为Ipwm，即Ri=(Vim-Vpwm)/Ipwm)=(Vim-5)/10mA;Ci=470pF。
3. 最高工作频率与负载和驱动器周围的环境温度有关，实验表明在100℃、100KHz和100n负载的极限情况下驱动器能够正常工作，但为了长期可靠地工作，还是不要超过参数表的范围，并在负载重、环境温度高时适当降低工作频率。
4. 触发过流保护动作时的7脚对16脚的电压。当7脚对16脚（即IGBT的发射极）的电位升高到7.5V时启动内部的保护机制，在6、16脚间接一个电阻Rn可以降低过流保护的阈值。具体关系是Rn/Vn(KΩ/V)=∞/7.5,220/7,100/6.4,68/6,47/5.6,36/5.1,27/4.7,22/4.3,18/3.9,15/3.6,12/3.2,10/2.8,8.2/2.5。为安全起见，用户调试时可以先接比预算值稍小的电阻，提高保护灵敏度。
5. 检测到IGBT集电极的电位高于保护动作阈值后到开始降栅压的时间。因为各种尖峰干扰的存在，为避免频繁的保护影响开关电源的正常工作，设立盲区是很有必要的。在5、16脚间接一个电容Cblind可以调大盲区时间，关系为Cblind/Tblind(pF/μS)=0/0.4,47/0.6,68/1.1,100/1.8,150/2.8。一般情况下可设置在2-4μS左右。
6. 初始栅压开始降低Vdrop到驱动器开始软关断IGBT之间的时间。在Tdelay时间内，如果过流信号消失，则驱动器认为这种过流不属于真正的短路，无需中断电源的正常工作，从而恢复原来的驱动电平。如果过流信号继续存在，则将进入软关断的进程。在8和16脚间接一个电容Cdelay，可以设定延迟判断时间Tdelay，在Vp=24V时的关系为Cdelay/Tdelay(pF/μS)=0/1.4,47/2.4,100/4.1,150/5.5,220/7.8。一般情况下可设置在2-4μS左右。
7. 驱动脉冲电压从Voh-Vdrop降到0电平的时间。在11、16脚接一个电容Csoft，可加大软关断时间，在Vp=24V时的关系为Csoft/Tsoft(nF/μS)=0/2.2,2.2/3.5,4.7/4.6,10/7。一般情况下可设置在3-4μS左右。
软关断开始后，驱动器封锁输入PWM信号，即使PWM信号变成低电平，也不会立即将输出拉到正常的负电平，而要将软关断断过程进行到底。软关断开始的时刻，驱动器的12脚输出低电平报警信号，一般要接一个光耦PE，将信号传送给控制电路。
8. 短路故障发生后，驱动器软关断IGBT，如果控制电路没有采取动作，则驱动器再次输出驱动脉冲的间隔时间。在13、16脚接一个电容Creset，可延长再次启动的时间，在Vp=24V时的关系为Creset/Trst(nF/mS)=0/1.15,1/2.3,2/3.45，基本线性关系。
应用连接图
1. 滤波电容Cc、Ce、Cp可用22~47μF电解电容、再各并联一个1μ以上的CBB电容，耐压Cc、Ce>=25V,Cp>=35V。
2. 电容Cblind、Creset、Cdrop、Cdelay、Csoft根据具体要求设计。如果主电路是单管电路，PE可以不用，同时应将复位时间Trst调到较大数值，以保护IGBT。
3. Rg=2.2-22Ω。Rg+控制栅极的充电速度，Rg-控制放电速度，可以短路17、18脚只用一个。
4. 隔离反馈二极管Dhv应选用高压快恢复管，如HER107、FUR1100等。
5. KA101短路保护特性的测试请参见：短路保护功能测试 。
6. 静态输出波形的测试请参见：正常输出波形的测试。

2, IGBT常用缓冲电路有哪些

1、 缓冲电路的作用与基本类型
电力电子器件的缓冲电路（snubber circuit）又称吸收电路，它是电力电子器件的一种重要的保护电路，不仅用于半控型器件的保护，而且在全控型器件（如GTR、GTO、功率MOSFET和IGBT等）的应用技术中起着重要的作用。
晶闸管开通时，为了防止过大的电流上升率而烧坏器件，往往在主电路中串入一个扼流电感，以限制过大的di/dt，串联电感及其配件组成了开通缓冲电路，或称串联缓冲电路。晶闸管关断时，电源电压突加在管子上，为了抑制瞬时过电压和过大的电压上升率，以防止晶闸管内部流过过大的结电容电流而误触发，需要在晶闸管的两端并联一个RC网络，构成关断缓冲电路，或称并联缓冲电路。
GTR、GTO等全控型自关断器件在实际使用中都必须配用开通和关断缓冲电路；但其作用与晶闸管的缓冲电路有所不同，电路结构也有差别。主要原因是全控型器件的工作频率要比晶闸管高得多，因此开通与关断损耗是影响这种开关器件正常运行的重要因素之一。例如，GTR在动态开关过程中易产生二次击穿的现象，这种现象又与开关损耗直接相关。所以减少全控器件的开关损耗至关重要，缓冲电路的主要作用正是如此，也就是说GTR和功率MOSFET用缓冲电路抑制di/dt和du/dt，主要是为了改变器件的开关轨迹，使开关损耗减少，进而使器件可靠地运行。
没有缓冲电路时GTR开关过程中集电极电压uCE和集电极电流iC的波形，开通和关断过程中都存在uCE和iC同时达到最大值的时刻；因此出现了瞬时的最大开关损耗功率Pon和Poff，从而危及器件的安全。所以，应采用开通和关断缓冲电路，抑制开通时的di/dt，降低关断时的du/dt，使uCE和iC的最大值不会同时出现。
GTR开关过程中的uCE和iC的轨迹，其中轨迹1和2是没有缓冲电路的情况，开通时uCE由UCC（电源电压）经矩形轨迹降到0，相应地iC由0升到ICM；关断时iC由ICM经矩形轨迹降到0，相应地uCE由0升高到UCC。不但集电极电压和电流的最大值同时出现，而且电压和电流都有超调现象，这种情况下瞬时功耗很大，极易产生局部热点，导致GTR的二次击穿而损坏。加上缓冲电路后，uCE和iC的开通与关断轨迹分别如3和4所示，由可见，其轨迹不再是矩形，避免了两者同时出现最大值的情况，大大降低了开关损耗，并且最大程度地利用于GTR的电气性能。
GTR的开通缓冲电路用来限制导通时的di/dt，以免发生元件的过热点，而且它在GTR逆变器中还起着抑制贯穿短路电流的峰值及其di/dt的作用。GTO的关断缓冲电路不仅为限制GTO关断时再加电压的du/dt及过电压，而且对降低GTO的关断损耗，使GTO发挥应有的关断能力，充分发挥它的负荷能力起重要作用。
IGBT的缓冲电路功能更侧重于开关过程中过电压的吸收与抑制，这是由于IGBT的工作频率可以高达30~50kHz；因此很小的电路电感就可能引起颇大的LdiC/dt，从而产生过电压，危及IGBT的安全。PWM逆变器中IGBT在关断和开通中的uCE和iC波形。在iC下降过程中IGBT上出现了过电压，其值为电源电压UCC和LdiC/dt两者的叠加。
为开通时的uCE和iC波形，增长极快的iC出现了过电流尖峰iCP，当iCP回落到稳定值时，过大的电流下降率同样会引起元件上的过电压而须加以吸收。逆变器中IGBT开通时出现尖峰电流，其原因是由于在刚导通的IGBT负载电流上叠加了桥臂中互补管上反并联的续流二极管的反向恢复电流，所以在此二极管恢复阻断前，刚导通的IGBT上形成逆变桥臂的瞬时贯穿短路，使iC出现尖峰，为此需要串入抑流电感，即串联缓冲电路，或放大IGBT的容量。
综上所述，缓冲电路对于工作频率高的自关断器件，通过限压、限流、抑制di/dt和du/dt，把开关损耗从器件内部转移到缓冲电路中去，然后再消耗到缓冲电路的电阻上，或者由缓冲电路设法再反馈到电源中去。此缓冲电路可分为两在类，前一种是能耗型缓冲电路，后一种是反馈型缓冲电路。能耗型缓冲电路简单，在电力电子器件的容量不太大，工作频率也不太高的场合下，这种电路应用很广泛。

相关概念

驱动器

驱动器（driver）从广义上指的是驱动某类设备的驱动硬件。在计算机领域，驱动器指的是磁盘驱动器。通过某个文件系统格式化并带有一个驱动器号的存储区域。存储区域可以是软盘、CD、硬盘或其他类型的 磁盘。单击“Windows资源管理器”或“ 我的电脑”中相应的图标可以查看驱动器的内容。驱动器在整个控制环节中，正好处于主控制箱(MAIN CONTROLLER)-->驱动器(DRIVER)-->马达(MOTOR)的中间换节。 主要功能是，接收来自主控制箱的信号，然后将信号进行处理再转移至马达以及和马达有关的感应器，并且将马达的工作情况反馈至主控制箱。

16

16（十六），是15与17之间的自然数。 16是4的 平方。

电容

电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C表示。定义1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。英文名称：capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。 电容与电容器不同。电容为基本物理量，符号C，单位为F（法拉）。 通用公式C=Q/U平行板电容器专用公式：板间电场强度E=U/d ，电容器电容决定式 C=εS/4πkd 随着电子信息技术的日新月异，数码电子产品的更新换代速度越来越快，以平板电视（LCD和PDP）、笔记本电脑、数码相机等产品为主的消费类电子产品产销量持续增长，带动了电容器产业增长。

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