三相逆变器中IGBT的几种驱动电路的分析

                                            

                                            

      
TLP250的 典 型 特 征 如 下 ：

1） 输 入 阈 值 电 流 （ IF） ： 5 mA（ 最 大 ） ；

2） 电 源 电 流 （ ICC） ： 11 mA（ 最 大 ） ；

3） 电 源 电 压 （ VCC） ： 10～ 35 V；

4） 输 出 电 流 （ IO） ： ± 0.5 A（ 最 小 ） ；

5） 开 关 时 间 （ tPLH /tPHL） ： 0.5 μ s（ 最 大 ） ；

6） 隔 离 电 压 ： 2 500 Vpms（ 最 小 ） 。

表 2给 出 了 TLP250的 开 关 特 性 ， 表 3给 出 了 TLP250的 推 荐 工 作 条 件 。

　　
注 ： 使 用 TLP250时 应 在 管 脚 8和 5间 连 接 一 个 0.1 μ F的 陶 瓷 电 容 来 稳 定 高 增 益 线 性 放 大 器 的 工 作 ， 提 供 的 旁 路 作 用 失 效 会 损 坏 开 关 性 能 ， 电 容 和 光 耦 之 间 的 引 线 长 度 不 应 超 过 1 cm。
　　
图 3和 图 4给 出 了 TLP250的 两 种 典 型 的 应 用 电 路 。

　　

在 图 4中 ， TR1和 TR2的 选 取 与 用 于 IGBT驱 动 的 栅 极 电 阻 有 直 接 的 关 系 ， 例 如 ， 电 源 电 压 为 24 V时 ， TR1和 TR2的 Icmax≥ 24/Rg。
　　

图 5给 出 了 TLP250驱 动 IGBT时 ， 1 200 V/200 A的 IGBT上 电 流 的 实 验 波 形 （ 50 A/10 μ s） 。 可 以 看 出 ， 由 于 TLP250不 具 备 过 流 保 护 功 能 ， 当 IGBT过 流 时 ， 通 过 控 制 信 号 关 断 IGBT， IGBT中 电 流 的 下 降 很 陡 ， 且 有 一 个 反 向 的 冲 击 。 这 将 会 产 生 很 大 的 di/dt和 开 关 损 耗 ， 而 且 对 控 制 电 路 的 过 流 保 护 功 能 要 求 很 高 。

TLP250使 用 特 点 ：

1） TLP250输 出 电 流 较 小 ， 对 较 大 功 率 IGBT实 施 驱 动 时 ， 需 要 外 加 功 率 放 大 电 路 。

2） 由 于 流 过 IGBT的 电 流 是 通 过 其 它 电 路 检 测 来 完 成 的 ， 而 且 仅 仅 检 测 流 过 IGBT的 电 流 ， 这 就 有 可 能 对 于 IGBT的 使 用 效 率 产 生 一 定 的 影 响 ， 比 如 IGBT在 安 全 工 作 区 时 ， 有 时 出 现 的 提 前 保 护 等 。

3） 要 求 控 制 电 路 和 检 测 电 路 对 于 电 流 信 号 的 响 应 要 快 ， 一 般 由 过 电 流 发 生 到 IGBT可 靠 关 断 应 在 10 μ s以 内 完 成 。
　　

4） 当 过 电 流 发 生 时 ， TLP250得 到 控 制 器 发 出 的 关 断 信 号 ， 对 IGBT的 栅 极 施 加 一 负 电 压 ， 使 IGBT硬 关 断 。 这 种 主 电 路 的 dv/dt比 正 常 开 关 状 态 下 大 了 许 多 ， 造 成 了 施 加 于 IGBT两 端 的 电 压 升 高 很 多 ， 有 时 就 可 能 造 成 IGBT的 击 穿 。

2.2 EXB8..Series（ FUJI ELECTRIC公 司 生 产 ）
　　

随 着 有 些 电 气 设 备 对 三 相 逆 变 器 输 出 性 能 要 求 的 提 高 及 逆 变 器 本 身 的 原 因 ， 在 现 有 的 许 多 逆 变 器 中 ， 把 逆 变 单 元 IGBT的 驱 动 与 保 护 和 主 电 路 电 流 的 检 测 分 别 由 不 同 的 电 路 来 完 成 。 这 种 驱 动 方 式 既 提 高 了 逆 变 器 的 性 能 ， 又 提 高 了 IGBT的 工 作 效 率 ， 使 IGBT更 好 地 在 安 全 工 作 区 工 作 。 这 类 芯 片 有 富 士 公 司 的 EXB8..Series、 夏 普 公 司 的 PC929等 。 在 这 里 ， 我 们 主 要 针 对 EXB8..Series做 一 介 绍 。

EXB8..Series集 成 芯 片 是 一 种 专 用 于 IGBT的 集 驱 动 、 保 护 等 功 能 于 一 体 的 复 合 集 成 电 路 。 广 泛 用 于 逆 变 器 和 电 机 驱 动 用 变 频 器 、 伺 服 电 机 驱 动 、 UPS、 感 应 加 热 和 电 焊 设 备 等 工 业 领 域 。 具 有 以 下 的 特 点 ：

1） 不 同 的 系 列 （ 标 准 系 列 可 用 于 达 到 10 kHz开 关 频 率 工 作 的 IGBT， 高 速 系 列 可 用 于 达 到 40 kHz开 关 频 率 工 作 的 IGBT） 。

2） 内 置 的 光 耦 可 隔 离 高 达 2 500 V/min的 电 压 。

3） 单 电 源 的 供 电 电 压 使 其 应 用 起 来 更 为 方 便 。

4） 内 置 的 过 流 保 护 功 能 使 得 IGBT能 够 更 加 安全 地 工 作 。

5） 具 有 过 流 检 测 输