IGBT具有開(kāi)關(guān)頻率高、導(dǎo)通功耗小及門(mén)極控制方便等特點(diǎn)，因此在大功率變換系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。在IGBT應(yīng)用中，除其本身的技術(shù)水平以外，另一個(gè)要考慮的重要因素是其驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)是否合理與可靠。IGBT驅(qū)動(dòng)器作為功率電路和控制器之間的接口電路，對(duì)系統(tǒng)的功耗和可靠性等方面有著極大的關(guān)聯(lián)，一個(gè)優(yōu)化的驅(qū)動(dòng)器在功率變換系統(tǒng)中是不可或缺的。

驅(qū)動(dòng)器主要是完成三方面功能：

一、驅(qū)動(dòng)功能。為IGBT開(kāi)關(guān)提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電流，保證IGBT能在驅(qū)動(dòng)器控制下可靠地開(kāi)通和關(guān)斷；

二、保護(hù)功能。當(dāng)IGBT發(fā)生短路或者過(guò)流時(shí)，驅(qū)動(dòng)器能在最短的時(shí)間關(guān)斷IGBT，保護(hù)功率器件；

三、電氣隔離。在高電壓、大功率的應(yīng)用場(chǎng)合，驅(qū)動(dòng)器作為控制電路與功率電路之間的連接橋梁，必須保證控制電路不會(huì)受功率電路的干擾和影響。

由于IGBT電流容量和電壓等級(jí)的不同，對(duì)其驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)要求也存在差異。在小功率應(yīng)用中，由于驅(qū)動(dòng)電流比較小，大多采用集成驅(qū)動(dòng)器。而在大功率、高電壓的應(yīng)用中，如大功率UPS不間斷電源（UPS，Uninterruptible Power Supply）、高壓變頻器等，就要求驅(qū)動(dòng)器提供更大的驅(qū)動(dòng)電流、更高的隔離電壓和更完善的保護(hù)功能。今天，愛(ài)晟電子先從大功率IGBT完善的信號(hào)處理功能這一技術(shù)特點(diǎn)來(lái)分析。

在高壓大功率應(yīng)用中，考慮到開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的強(qiáng)干擾和IGBT的高成本等因素，確保IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)的可靠性非常重要。因此，大功率IGBT通常都具有完善的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)預(yù)處理功能，其目的是保證IGBT柵極的脈沖信號(hào)的可靠性。常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理功能如下：

一、雙路脈沖互鎖功能

當(dāng)驅(qū)動(dòng)模塊輸出兩路脈沖信號(hào)分別控制同一橋臂上面的上、下兩只IGBT時(shí)，如果驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)控制兩只IGBT導(dǎo)通，則會(huì)出現(xiàn)直通短路的現(xiàn)象，可能造成IGBT或其它器件的損壞。為了防止上述情況出現(xiàn)，在驅(qū)動(dòng)模塊的內(nèi)部設(shè)計(jì)了信號(hào)互鎖電路，確保當(dāng)輸入兩路脈沖信號(hào)同時(shí)為高時(shí)，兩路輸出同時(shí)為低電平，防止出現(xiàn)直通現(xiàn)象。當(dāng)需要雙路驅(qū)動(dòng)信號(hào)獨(dú)立控制時(shí)，也可以通過(guò)外部端子屏蔽互鎖功能。

二、IGBT抑制窄脈沖功能

由于控制電路或者干擾等原因造成的窄脈沖信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器加到IGBT的柵極，可能造成IGBT在短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)開(kāi)關(guān)過(guò)程，過(guò)短的脈沖信號(hào)使IGBT還未完全開(kāi)通又轉(zhuǎn)為關(guān)斷，對(duì)變換器的輸出產(chǎn)生不良影響，并且增加了IGBT的開(kāi)關(guān)損耗，降低了系統(tǒng)的效率。在驅(qū)動(dòng)器中設(shè)計(jì)了濾波電路，去除窄脈沖信號(hào)，有利于提高IGBT可靠性。

三、IGBT死區(qū)時(shí)間設(shè)定功能

在半橋式的工作模式下，兩只IGBT必須輪流導(dǎo)通，為了防止兩只IGBT在開(kāi)關(guān)交替過(guò)程中出現(xiàn)兩管同時(shí)處于開(kāi)通狀態(tài)，在兩管交替導(dǎo)通時(shí)必須加入一定的死區(qū)時(shí)間。根據(jù)不同特性的IGBT，死區(qū)時(shí)間也不相同。在雙路大功率驅(qū)動(dòng)模塊中，內(nèi)部設(shè)計(jì)的死區(qū)控制電路，都可以通過(guò)外部端子的不同接法來(lái)調(diào)節(jié)死區(qū)的大小，如通過(guò)外接不同容量的電容或高、低電平。

廣東愛(ài)晟電子科技有限公司生產(chǎn)的IGBT用NTC熱敏芯片，具有高穩(wěn)定、良好耐熱循環(huán)、高精度等特點(diǎn)，能有效地輔助大功率IGBT在工作過(guò)程中更穩(wěn)定地運(yùn)作。





參考資料：

電力電子技術(shù)與新能源《大功率IGBT驅(qū)動(dòng)的技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)分析》