大功率igbt驅動電路工作原理 三款大功率igbt驅動電路应用场景介绍

大功率IGBT驅動電路在高功率應用中扮演著重要的角色，用于控制和驅動大功率IGBT模塊的開關操作。穎特新將詳細介紹大功率IGBT驅動電路的工作原理，包括基本原理、主要組成部分以及信號傳輸和保護機制等內容，幫助讀者深入了解其工作機制和應用。

大功率igbt驅動電路工作原理 

1.基本原理：

大功率IGBT驅動電路的基本原理是通过控制电压和电流信号，实现对IGBT模块的开关操作。驱动电路通过适当的信号调节和放大，向IGBT的门极提供足够的电压和电流，使其可控地导通或截止。通过合理的时间序列控制，实现精确的开关操作，从而实现高效率的功率转换。

2.主要組成部分：

（a）隔离放大器：大功率IGBT驅動電路通常使用隔离放大器来提供隔离和信号放大功能。隔离放大器通过光耦或磁耦等方式，实现输入信号与输出信号之间的电气隔离，防止噪声和干扰传播。它还能够放大输入信号，以提供足够的驱动功率。

（b）门极驱动电路：门极驱动电路是大功率IGBT驅動電路的核心部分。它通过隔离放大器输出的信号来控制IGBT的开关操作。门极驱动电路通常包括反相器、级联放大器、电流源、电压稳定器等组件。其中，反相器用于将输入信号翻转，级联放大器用于放大信号的电流和电压，电流源和电压稳定器保证驱动信号的稳定性和一致性。

（c）电源电路：大功率IGBT驅動電路需要一个稳定的电源来提供驱动信号所需的电能。电源电路负责将输入电源转换为适当的电压和电流，以满足驱动电路的工作要求。它通常包括整流、滤波和稳压等部分，确保驱动电路获得稳定可靠的电源供应。

3.信號傳輸和保護機制：

 大功率IGBT驅動電路中的信号传输和保护机制起着重要的作用，用于确保信号的可靠传输和保护驱动电路和IGBT模块的安全运行。常见的信号传输机制包括光耦隔离、差分传输等，通过这些方式可以有效地传输信号并提高抗干扰能力。同时，保护机制包括过流保护、过温保护、过压保护和短路保护等，通过检测异常情况并及时采取措施来防止驱动电路和IGBT模块受损。

三款大功率igbt驅動電路应用场景

1、Infineon驅動保護電路

Infineon公司是出界上著名的半導體生産商，其生産的“EUPEC”IGHT在世界範圍內占有很大部分份額。其配套生産的EiceDriver系列IGBT驅動器也在工業領域廣泛應用。對于大功率IGBT驅動保護，Infineon于2003年推出2ED300C17-S/ST驅動器，它可以驅動3600A、1700V以下兩單元IGBT模塊。

采用脈沖變壓器隔離，內部集成DC/DC開關電源，單通道最大輸出功率位4W，采用開環控制。驅動模塊有直接和半橋兩種工作模式。柵板驅動電壓爲±15V。內部采用MOSFET三極管達林頓推挽式放大電路，最大可輸出±30A驅動電流。驅動器內部有欠壓保護、過流短路保護（Vcesat檢測），通過外接電路，可以實現軟關斷、過電壓有源鉗信功能。圖1爲2ED300C17-S/ST的電路框圖。

2、Concept驅動保護電路

Concept公司是世界上著名的IGBT驅動器專業生産商。在1999年之前，Concept公司的驅動器都是分立元器件構成，在1999年之後，Concept公司把輸入側關鍵電路和輸出側關鍵電路進行了集成，在輸入側形成LDl（LogicDigitalTnterface）集成模塊，在輸出側形成IGD（集成模塊，並廣泛使用SCALE（Scaleable-Compact-Allpurpose-Lowcost-Easytouse）技術。對于大功率IGBT驅動保護，concept推出2SD300C17驅動器，功能和infineon的2ED300C17-S/ST兼容，但元件數節省了63%。電氣隔離采用脈沖變壓器，驅動信號經頻調制後經脈沖變壓器傳輸。到于單模塊，有ISD1548AI驅動器，最大驅動電流可達±48A。在1SD536F2驅動模塊，電路內部設計了有源鉗位電路，以保護IGBT浪湧過電壓。圖2爲Concept2SD300C17驅動器框圖。

3、Semikron驅動保護電路

Semikron公司是世界上著名的半導體生産商，對于Semikron電壓小于1200V的兩單元IGBT模塊驅動，semikron有SKHI21A（R），SKHI22A/B（R）驅動器。上述驅動模塊采用脈沖變壓器隔離、一路電源輸入、內部集成DC/DC開關電源。SKHl21A（R）和SKH122A/B（R）的主要區別是前者輸出柵極關斷電壓是0V，後者是-7V，用-Vge（-5V~-15V）使IGBT更可靠，有利于防止誤導通。還可選用即插即用模塊，如SKHT23/12（R）。對于電壓小于1700V的兩單元IGBT模塊驅動，semikron有SKHI22A/BH4（R）或SKHI24（R）驅動器，上述驅動模塊采用脈沖變壓器隔離、一路電源輸入、內部集成DC/DC開關電源。前者輸出柵極關斷電壓是-7V，輸出峰值電流爲8A，後者輸出柵極關斷電壓是-8V，輸出峰值電流爲15A。還可選用即插即用模塊，如SKHTI23/17（R）。新推出的SemikronSkyper系列驅動模塊，采用脈沖變壓器隔離、一路電源輸入、內部集成DC/DC開關電源、輸出柵極電壓爲-7V或-15V。Skyper52驅動器爲雙通道驅動器，柵極驅動電壓爲±15V，單通道最大輸出功率可達9W，輸出峰值電流可達50A，具有退飽和檢測、有源柵極控制以及溫度檢測，並且可以直接插接在PCB板上。圖3爲SemikronSkyper52驅動器框圖。

總之，這三款大功率IGBT驅動電路都在工業領域中得到了廣泛應用，具有不同的特點和功能，可以根據具體應用需求選擇合適的驅動電路。