IGBT高壓大功率驅動和保護電路的應用及原理

C3是一個非常重要的參數，最主要起充電延時作用。當系統啟動，芯片開始工作時，由于IGBT的集電極C端電壓還遠遠大于7V，若沒有C3，則會錯誤地發出短路故障信號，使輸出直接關斷。當芯片正常工作以后，假使集電極電壓瞬間升高，之后立刻恢復正常，若沒有C3，則也會發出錯誤的故障信號，使IGBT誤關斷。但是，C3的取值過大會使系統反應變慢，而且在飽和情況下，也可能使IGBT在延時時間內就被燒壞，起不到正確的保護作用， C3取值100pF，其延時時間

在集電極檢測電路用兩個二極管串連，能夠提高總體的反向耐壓，從而能夠提高驅動電壓等級，但二極管的反向恢復時間要很小，且每個反向耐壓等級要為1000V，一般選取BYV261E，反向恢復時間75 ns。R4和C5的作用是保留HCLP-316J出現過流信號后具有的軟關斷特性，其原理是C5通過內部MOSFET的放電來實現軟關斷。圖3中輸出電壓VOUT經過兩個快速三極管推挽輸出，使驅動電流最大能達到20A，能夠快速驅動1700v、200-300A的IGBT。

3．3驅動電源設計
在驅動設計中，穩定的電源是IGBT能否正常工作的保證。如圖4所示。電源采用正激變換，抗干擾能力較強，副邊不加濾波電感，輸入阻抗低，使在重負載情況下電源輸出電壓仍然比較穩定。

當s開通時，+12v(為比較穩定的電源，精度很高)電壓便加到變壓器原邊和S相連的繞組，通過能量耦合使副邊經過整流輸出。當S關斷時，通過原邊二極管和其相連的繞組把磁芯的能量回饋到電源，實現變壓器磁芯的復位。555定時器接成多諧振蕩器，通過對C1的充放電使腳2和腳6的電位在4～8v之間變換，使腳3輸出電壓方波信號，并用方波信號來控制S的開通和關斷。+12v經過R1，D2給C1充電，其充電時間t1≈R1C2ln2；放電時間t2=R2C1ln2，充電時輸出高電平，放電時輸出低電平。所以占空比=t1／(t1+t2)。

變壓器按下述參數進行設計：原邊接+12v，頻率為60kHz，工作磁感應強度Bw為O．15T，副邊+15v輸出2A，-5v輸出1 A，效率n=80％，窗口填充系數Km為O．5，磁芯填充系數Kc為1，線圈導線電流密度d為3 A／mm2。則輸出功率
PT=(15+O．6)×2×2+(5+O．6)×1×2=64W。

變壓器磁芯參數

由于帶載后驅動電源輸出電壓會有所下降，所以，在實際應用中考慮提高頻率和占空比來穩定輸出電壓。

4 結語
本文設計了一個可驅動l700v，200～300A的IGBT的驅動電路。硬件上實現了對兩個IGBT(同一橋臂)的互鎖，并設計了可以直接給兩個IGBT供電的驅動電源。