三相逆变器中IGBT的几种驱动电路的分析

在 使 用 M57962L驱 动 大 功 率 IGBT模 块 时 ， 应 注 意 以 下 三 个 方 面 的 问 题 ：

1） 驱 动 芯 片 的 最 大 输 出 电 流 峰 值 受 栅 极 电 阻 Rg的 最 小 值 限 制 ， 例 如 ， 对 于 M57962L来 说 ， Rg的 允 许 值 在 5 Ω 左 右 ， 这 个 值 对 于 大 功 率 的 IGBT来 说 高 了 一 些 ， 且 当 Rg较 高 时 ， 会 引 起 IGBT的 开 关 上 升 时 间 td(on)、 下 降 时 间 td(off)以 及 开 关 损 耗 的 增 大 ， 在 较 高 开 关 频 率 （ 5 kHz以 上 ） 应 用 时 ， 这 些 附 加 损 耗 是 不 可 接 受 的 。

2） 即 便 是 这 些 附 加 损 耗 和 较 慢 的 开 关 时 间 可 以 被 接 受 ， 驱 动 电 路 的 功 耗 也 必 须 考 虑 ， 当 开 关 频 率 高 到 一 定 程 度 时 （ 高 于 14 kHz） ， 会 引 起 驱 动 芯 片 过 热 。

3） 驱 动 电 路 缓 慢 的 关 断 会 使 大 功 率 IGBT模 块 的 开 关 效 率 降 低 ， 这 是 因 为 大 功 率 IGBT模 块 的 栅 极 寄 生 电 容 相 对 比 较 大 ， 而 驱 动 电 路 的 输 出 阻 抗 不 够 低 。 还 有 ， 驱 动 电 路 缓 慢 的 关 断 还 会 使 大 功 率 IGBT模 块 需 要 较 大 的 吸 收 电 容 。

以 上 这 三 种 限 制 可 能 会 产 生 严 重 的 后 果 ， 但 通 过附 加 的 Booster电 路 都 可 以 加 以 克 服 ， 如 图 9所 示 。

从 图 10（ a） 可 以 看 出 ， 在 IGBT过 流 信 号 输 出 以 后 ， 门 极 电 压 会 以 一 个 缓 慢 的 斜 率 下 降 。 图 10（ b） 及 图 10（ c） 给 出 了 IGBT短 路 时 的 软 关 断 过 程 （ 集 电 极 － 发 射 极 之 间 的 电 压 uCE和 集 电 极 电 流 iC的 软 关 断 波 形 ） 。

3 结 语

随 着 电 力 电 子 技 术 的 快 速 发 展 ， 三 相 逆 变 器 的 应 用 变 得 非 常 广 泛 。 近 年 来 ， 随 着 IGBT制 造 技 术 的 提 高 ， 相 继 出 现 了 电 压 等 级 越 来 越 高 、 额 定 功 率 越 来 越 大 的 单 管 、 两 单 元 IGBT模 块 及 六 单 元 IGBT模 块 ， 同 时 性 能 价 格 比 的 提 高 使 得 IGBT在 三 相 逆 变 器 的 设 计 中 占 有 很 大 的 比 重 ， 成 为 许 多 设 计 人 员 首 选 的 功 率 器 件 。 随 之 而 来 的 是 IGBT的 驱 动 芯 片 也 得 到 了 很 大 的 发 展 ， 设 计 人 员 、 生 产 厂 家 都 给 予 了 高 度 重 视 ， 小 型 化 、 多 功 能 集 成 化 成 为 人 们 不 断 追 求 的 目 标 。 相 信 随 着 制 造 技 术 的 发 展 ， 将 会 研 制 出 更 多 更 好 的 IGBT驱 动 芯 片 ， 并 得 到 广 泛 的 应 用 。