開關(guān)器件IGBT的驅(qū)動與保護

1、開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護課程：課程：激光設(shè)備控制技術(shù)激光設(shè)備控制技術(shù)院系：電子工程系院系：電子工程系主講人：張才華主講人：張才華教學目標：教學目標：了解了解IGBT驅(qū)動保護電路驅(qū)動保護電路 類型及其特點；類型及其特點；開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護IGBT驅(qū)動與保護電路分類驅(qū)動與保護電路分類 IGBT模塊可能由于過電流、過電壓這類異常情況而損壞。模塊可能由于過電流、過電壓這類異常情況而損壞。開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護 按照功能來分類，大功率按照功能來分類，大功率IGBT驅(qū)動保護電路分為以下驅(qū)動保護電路分為以下三種類型三種類型:單一功能型單一功

2、能型多功能型多功能型全功能型全功能型（1）單一功能型）單一功能型 單一功能型的大功率單一功能型的大功率IGBT驅(qū)動保護電路一般是由光耦驅(qū)動保護電路一般是由光耦和功率緩沖器構(gòu)成，如圖所示。和功率緩沖器構(gòu)成，如圖所示。開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護TTL/CMOS電平電平光耦光耦功率緩沖器功率緩沖器輸出門極輸出門極驅(qū)動電平驅(qū)動電平 設(shè)計應(yīng)用擴展：將它配上隔離電源、死區(qū)控制電路、設(shè)計應(yīng)用擴展：將它配上隔離電源、死區(qū)控制電路、邏輯處理電路、過流過壓保護電路和門極驅(qū)動電阻等，就邏輯處理電路、過流過壓保護電路和門極驅(qū)動電阻等，就可直接驅(qū)動可直接驅(qū)動IGBT，形成最簡單的大功率，形成最簡單的大

3、功率IGBT驅(qū)動保護電驅(qū)動保護電路。路。開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護 作用：將普通控制信號的作用：將普通控制信號的TTL/CMOS輸入電平信號輸入電平信號轉(zhuǎn)變?yōu)檎撌畮追霓D(zhuǎn)變?yōu)檎撌畮追腎GBT門極驅(qū)動輸出電平，電平的門極驅(qū)動輸出電平，電平的幅值取決于隔離電源的電壓。幅值取決于隔離電源的電壓。 優(yōu)點：應(yīng)用靈活、成本較低。優(yōu)點：應(yīng)用靈活、成本較低。開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護應(yīng)用：用于直流斬波電路等需要單只應(yīng)用：用于直流斬波電路等需要單只IGBT運行的主回運行的主回路，也可以應(yīng)用于由多只路，也可以應(yīng)用于由多只IGBT組成的半橋、單相全橋、組成的半橋、單相全橋、

4、三相全橋等主回路。三相全橋等主回路。典型芯片：典型芯片： hcpl-3150 開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護缺點：缺點： 由于需要另配隔離電源電路、邏輯處理電路與由于需要另配隔離電源電路、邏輯處理電路與保護電路等，所以留給設(shè)計者開發(fā)任務(wù)量大。保護電路等，所以留給設(shè)計者開發(fā)任務(wù)量大。 輸出電流較小，一般都在輸出電流較小，一般都在3A以下，如果驅(qū)動以下，如果驅(qū)動600A以上的以上的IGBT就需要外接更大的功率緩沖電就需要外接更大的功率緩沖電路或采取其它措施。路或采取其它措施。(2) 多功能型多功能型 多功能型的大功率多功能型的大功率IGBT驅(qū)動保護電路除了提供驅(qū)動保護電路除了提供直接

5、驅(qū)動直接驅(qū)動IGBT的功能之外，還可以提供完善的保護的功能之外，還可以提供完善的保護功能。功能。開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護特點：特點： 采用混合厚膜封裝技術(shù)或者采用集成封裝技術(shù)，采用混合厚膜封裝技術(shù)或者采用集成封裝技術(shù)，可以直接兼容可以直接兼容CMOS/TTL電平。電平。組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護信號信號隔離隔離檢測檢測保護保護輸出輸出信號信號 優(yōu)點：優(yōu)點： 具有較完整的保護功能，集成度高；具有較完整的保護功能，集成度高； 設(shè)計開發(fā)工作簡化，可靠性高；設(shè)計開發(fā)工作簡化，可靠性高； 提供軟關(guān)斷功能，保護提供軟關(guān)斷功能，保護IGBT可靠工作；可靠

6、工作； 具備欠壓鎖定保護功能，簡化了設(shè)計工作。具備欠壓鎖定保護功能，簡化了設(shè)計工作。 非常適于多路驅(qū)動的場合。非常適于多路驅(qū)動的場合。開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護缺點：驅(qū)動能力也有限，如果驅(qū)動大功率的缺點：驅(qū)動能力也有限，如果驅(qū)動大功率的IGBT，需要外接更大的功率緩沖電路。需要外接更大的功率緩沖電路。開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護 設(shè)計應(yīng)用：一般只需要配上隔離電源電路、死設(shè)計應(yīng)用：一般只需要配上隔離電源電路、死區(qū)控制電路、邏輯處理電路、門極驅(qū)動電阻等，就區(qū)控制電路、邏輯處理電路、門極驅(qū)動電阻等，就可以成為一個較為完整的大功率可以成為一個較為完整的大功率IGBT驅(qū)

7、動保護電路驅(qū)動保護電路。典型芯片：典型芯片：hcpl-316j、 m57962，EXB841/840 （3） 全功能型全功能型 全功能型的大功率全功能型的大功率IGBT驅(qū)動保護電路除了具有各驅(qū)動保護電路除了具有各類完善的保護功能之外，還配置了類完善的保護功能之外，還配置了dc/dc隔離電源。隔離電源。開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護典型芯片：典型芯片：2sd315ai、2ed300c17-s 組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與保護驅(qū)動電源驅(qū)動電源隔離電路隔離電路信號輸入信號輸入隔離電路隔離電路驅(qū)動電路驅(qū)動電路檢測保護檢測保護控制電路控制電路總結(jié)：總結(jié)：n IGBTIGBT的驅(qū)動與保護有單一功能型、多功能的驅(qū)動與保護有單一功能型、多功能型與全功能型三種型式；型與全功能型三種型式；n IGBTIGBT驅(qū)動與保護電路作用是保證驅(qū)動與保護電路作用是保證IGBTIGBT正常正常工作，完成功率變換。工作，完成功率變換。開關(guān)器件開關(guān)器件IGBT驅(qū)動與保護驅(qū)動與