三相逆变器中IGBT的几种驱动电路的分析

出 信 号 。

6） 单 列 直 插 式 封 装 使 得 其 具 有 高 密 度 的 安 装 方 式 。

常 用 的 EXB8..Series 主 要 有 ： 标 准 系 列 的 EXB850和 EXB851， 高 速 系 列 的 EXB840和 EXB841。 其 主 要 应 用 场 合 如 表 4所 示 。

注 ：

1） 标 准 系 列 ： 驱 动 电 路 中 的 信 号 延 迟 ≤ 4 μ s

2） 高 速 系 列 ： 驱 动 电 路 中 的 信 号 延 迟 ≤ 1.5 μ s
　　
图 6给 出 了 EXB8..Series的 功 能 方 框 图 。

表 5给 出 了 EXB8..Series的 电 气 特 性 。

表 6给 出 了 EXB8..Series工 作 时 的 推 荐 工 作 条 件 。 表 6 EXB8..Series工 作 时 的 推 荐 工 作 条 件

图 7给 出 了 EXB8..Series的 典 型 应 用 电 路 。

EXB8..Series使 用 不 同 的 型 号 ， 可 以 达 到 驱 动 电 流 高 达 400 A， 电 压 高 达 1 200 V的 各 种 型 号 的 IGBT。 由 于 驱 动 电 路 的 信 号 延 迟 时 间 分 为 两 种 ： 标 准 型 （ EXB850、 EXB851） ≤ 4 μ s， 高 速 型 （ EXB840、 EXB841） ≤ 1 μ s， 所 以 标 准 型 的 IC适 用 于 频 率 高 达 10 kHz的 开 关 操 作 ， 而 高 速 型 的 IC适 用 于 频 率 高 达 40 kHz的 开 关 操 作 。 在 应 用 电 路 的 设 计 中 ， 应 注 意 以 下 几 个 方 面 的 问 题 ：

— — IGBT栅 ? 射 极 驱 动 电 路 接 线 必 须 小 于 1 m；

— — IGBT栅 ? 射 极 驱 动 电 路 接 线 应 为 双 绞 线 ；

— — 如 想 在 IGBT集 电 极 产 生 大 的 电 压 尖 脉 冲 ， 那 么 增 加 IGBT栅 极 串 联 电 阻 （ Rg） 即 可 ；

— — 应 用 电 路 中 的 电 容 C1和 C2取 值 相 同 ， 对 于 EXB850和 EXB840来 说 ， 取 值 为 33 μ F， 对 于 EXB851和
EXB841来 说 ， 取 值 为 47 μ F。 该 电 容 用 来 吸 收 由 电 源 接 线 阻 抗 而 引 起 的 供 电 电 压 变 化 。 它 不 是 电 源 滤 波 器 电 容 。

EXB8..Series的 使 用 特 点 ：

1） EXB8..Series的 驱 动 芯 片 是 通 过 检 测 IGBT在 导 通 过 程 中 的 饱 和 压 降 Uce来 实 施 对 IGBT的 过 电 流 保 护 的 。 对 于 IGBT的 过 电 流 处 理 完 全 由 驱 动 芯 片 自 身 完 成 ， 对 于 电 机 驱 动 用 的 三 相 逆 变 器 实 现 无 跳 闸 控 制 有 较 大 的 帮 助 。

2） EXB8..Series的 驱 动 芯 片 对 IGBT过 电 流 保 护 的 处 理 采 用 了 软 关 断 方 式 ， 因 此 主 电 路 的 dv/dt比 硬 关 断 时 小 了 许 多 ， 这 对 IGBT的 使 用 较 为 有 利 ， 是 值 得 重 视 的 一 个 优 点 。

3） EXB8..Series驱 动 芯 片 内 集 成 了 功 率 放 大 电 路 ， 这 在 一 定 程 度 上 提 高 了 驱 动 电 路 的 抗 干 扰 能 力 。

4） EXB8..Series的 驱 动 芯 片 最 大 只 能 驱 动 1 200V /300 A的 IGBT， 并 且 它 本 身 并 不 提 倡 外 加 功 率 放 大 电 路 ， 另 外 ， 从 图 7中 可 以 看 出 ， 该 类 芯 片 为 单 电 源 供 电 ， IGBT的 关 断 负 电 压 信 号 是 由 芯 片 内 部 产 生 的－ 5 V信 号 ， 容 易 受 到 外 部 的 干 扰 。 因 此 对 于 300 A以 上 的 IGBT或 者 IGBT并 联 时 ， 就 需 要 考 虑 别 的 驱 动 芯 片 ， 比 如 三 菱 公 司 的 M57962L等 。

图 8给 出 了 EXB841驱 动 IGBT时 ， 过 电 流 情 况 下 的 实 验 波 形 。 可 以 看 出 ， 正 如 前 面 介 绍 过 的 ， 由 于 EXB8..Series芯 片 内 部 具 备 过 流 保 护 功 能 ， 当 IGBT过 流 时 ， 采 用 了 软 关 断 方 式 关 断 IGBT， 所 以 IGBT中 电 流 是 一 个 较 缓 的 斜 坡 下 降 ， 这 样 一 来 ， IGBT关 断 时 的 di/dt明 显 减 少 ， 这 在 一 定 程 度 上 减 小 了 对 控 制 电 路 的 过 流 保 护 性 能 的 要 求 。

2. 3 M579..Series（ MITSUBISHI公 司 生 产 ）

M579..Series是 日 本 三 菱 公 司 为 IGBT驱 动 提 供 的 一 种 IC系 列 ， 表 7给 出 了 这 种 系 列 的 几 种 芯 片 的 基 本 应 用 特 性 （ 其 中 有 ＊ 者 为 芯 片 内 部 含 有 Booster电 路 ） 。

在 M579..Series中 ， 以 M57962L为 例 做 出 一 般 的 解 释 。 随 着 逆 变 器 功 率 的 增 大 和 结 构 的 复 杂 ， 驱 动 信 号 的 抗 干 扰 能 力 显 得 尤 为 重 要 ， 比 较 有 效 的 办 法 就 是 提 高 驱 动 信 号 关 断 IGBT时 的 负 电 压 ， M57962L的 负 电 源 是 外 加 的 （ 这 点 和 EXB8..Series不 同 ） ， 所 以 实 现 起 来 比 较 方 便 。 它 的 功 能 框 图 和 图 6所 示 的 EXB8..Series功 能 框 图 极 为 类 似 ， 在 此 不 再 赘 述 。 图 9给 出 了 M57962L在 驱 动 大 功 率 IGBT模 块 时 的 典 型 电 路 图 。 在 这 种 电 路 中 ， NPN和 PNP构 成 的 电 压 提 升 电 路 选 用 快 速 晶 体 管 （ tf≤ 200 ns） ， 并 且 要 有 足 够 的 电 流 增 益 以 承 载 需 要 的 电 流 。