高功率密度的IGBT驅(qū)動電路研究

任華清傅 強(qiáng)蘇桂國涂有波

（1.河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇常州 213022；2.江蘇宏微科技股份有限公司，江蘇常州 213022）

高功率密度的IGBT驅(qū)動電路研究

任華清1傅 強(qiáng)1蘇桂國2涂有波2

（1.河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇常州 213022；2.江蘇宏微科技股份有限公司，江蘇常州 213022）

0 引言

目前IGBT的驅(qū)動模塊種類繁多，其中EXB系列和M579系列驅(qū)動應(yīng)用最為廣泛［1］。鑒于EXB系列存在過電流保護(hù)無自鎖功能、負(fù)偏壓不足；M57962L系列過流保護(hù)僅對IGBT軟關(guān)斷，而不能進(jìn)行降柵壓保護(hù)，且工作頻率和控制精度受到一定限制。另外還存在電路復(fù)雜，外圍電路多、體積大等缺點(diǎn)，不利于實(shí)現(xiàn)高功率密度。針對以上問題，采用HCPL- 316J設(shè)計(jì)了一種IGBT驅(qū)動電路，具有外圍電路少、過流軟關(guān)斷、工作可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)。并通過實(shí)際電路測試觀察柵極驅(qū)動波形、IGBT的開通和關(guān)斷波形，驗(yàn)證本設(shè)計(jì)的可靠性和實(shí)用性。

1 HCPL- 316J芯片介紹

HCPL- 316J是美國Agilent公司生產(chǎn)的一種IGBT門極驅(qū)動光耦合器，其內(nèi)部集成電壓欠飽和檢測電路及故障狀態(tài)反饋電路，為驅(qū)動電路的可靠性提供了保障。具有低壓鎖存、過流探測和故障狀態(tài)反饋等功能，在故障發(fā)生時(shí)，可實(shí)現(xiàn)IGBT軟關(guān)斷、降柵壓保護(hù)，沒有外部功率放大時(shí)，最高可驅(qū)動150 A／1200 V的IGBT。

2 IGBT驅(qū)動保護(hù)電路的基本要求

根據(jù)IGBT的靜態(tài)特性、開關(guān)暫態(tài)特性、其允許的安全工作區(qū)，IGBT工作時(shí)門極驅(qū)動保護(hù)電路應(yīng)滿足如下基本要求：

a.具有隔離功能。HCPL- 316J的隔離等級為2 500 V，滿足設(shè)計(jì)要求。

b.柵極電阻RG選擇要適當(dāng)。RG選擇過大會減小IGBT的，同時(shí)也會增加開關(guān)損耗，提高發(fā)熱量；……