功率器件在靜止變頻技術中的應用

IGBT對柵極驅動電路的要求

IGBT的靜態和動態特性與柵極驅動條件密切相關。柵極的正偏壓+VGE、負偏壓-VGE和柵極電阻RG的大小，對IGBT的通態電壓、開關時間、開關損耗，承受短路能力以及dvce/dt等參數都有不同程度的影響。

柵極驅動電路提供給IGBT的正偏壓+VGE使IGBT導通。在實際應用中，綜合該電壓對開通時間、開通損耗以及器件在短路時承受短路電流時間等方面的因素，通常使用+15V。柵極驅動電路提供給IGBT的負偏壓-VGE使其關斷。它直接影響IGBT的可靠運行，為了防止IGBT產生動態擎住現象，柵極負偏壓應為-5V或更低一些的電壓，負偏壓的大小對關斷時間損耗的影響不大。

此外，柵極驅動電壓必須有足夠快的上升和下降速度，使IGBT盡快開通和關斷，以減少開通和關斷損耗。在器件導通后，驅動電壓和電流應保持足夠的幅度，保證IGBT處于飽和狀態。由于IGBT多用于高電壓、大電流場合，信號控制電路與驅動電路之間應采用抗干擾能力強、信號傳輸時間短的高速光電隔離器件加以隔離。為了提高抗干擾能力，應采用驅動電路到IGBT模塊的引線盡可能短、引線為雙膠線或屏蔽線等措施。

IGBT的保護措施

由于IGBT具有極高的輸入阻抗，容易造成靜電擊穿，將IGBT用于電力變換時，為了防止異常現象造成器件損壞，通常采用下列保護措施：
1）通過檢出的過電流信號切斷柵極信號，實現過電流保護；
2）利用緩沖電路抑制過電壓，并限制過高的dv/dt;
3）利用溫度傳感器檢測IGBT的外殼溫度，當超過允許溫度時主電路跳閘，實現過熱保護。由于IGBT具有正溫度系數和良好的并聯工作特性，IGBT多采用多只元件并聯工作，主電路除對稱性外，無其他特殊要求。

從目前的使用情況看，采用IGBT作為開關元件的靜止變頻電源的故障率明顯較低，元器件損壞的較少，維修費用也較低，是靜止變頻技術新的發展方向。