通過聯鎖柵極驅動器來提高三相逆變器的魯棒性

變頻驅動器（VFD）是工業自動化機械的重要組成部分。它們能夠高效地驅動泵、風扇、傳送帶、計算機數控機床和機器人自動化解決方案，有助于降低工廠的總能耗。若VFD發生故障會直接導致機器停機，進而造成工廠停工和生產損失。因此，VFD的可靠性和魯棒性是機器制造商和工廠業主的關鍵要求。

圖I所示的三相逆變器結構是VFD的核心，能夠將整流后的電源電壓轉換為輸出到電機的可變頻率和可變電壓。逆變器的魯棒性是確保VFD魯棒性的關鍵要素。

三相逆變器的關鍵組件是絕緣柵雙極晶體管（IGBT）電源開關（通常集成在單個IGBT塊內）和控制IGBT柵極的隔離柵極驅動器。微控制器（MCU）產生彼此互補的高側和低側脈沖寬度調制（PWM）信號，在PWM信號轉換期間插入死區時間。該死區時間確保頂部和底部IGBT柵極信號不會同時為高電平。

MCU硬件故障或電機控制軟件故障可能導致MCU的高側和低側PWM信號鎖存為高電平。結果通過頂部和底部IGBT的交叉傳導，導致直流總線短路。將電流傳感器插入直流總線可檢側過流情況，并通過柵極驅動器的啟用/禁用管腳或將PWM信號驅動到柵極驅動器的緩沖器來禁用柵極驅動器。感測過流和關機之間的延遲通常為幾微秒。但是，多次重復該感側序列會降低IGBT開關的可靠性和壽命。IGBT開關為VFD內部最昂貴的半導體元件。

但如果兩個柵極驅動器都沒有響應偽PWM序列呢？無需使用額外的外部硬件，使用聯鎖法即可實現。

聯鎖高側和低側柵極驅動器