廣東愛晟電子科技有限公司生產(chǎn)的IGBT用NTC熱敏芯片，在大功率IGBT模塊中起到溫度監(jiān)測(cè)和溫度控制的作用。利用大功率IGBT交流電與直流電之間轉(zhuǎn)換的特性，其被廣泛應(yīng)用于軌道交通、新能源汽車電池管理系統(tǒng)（BMS，Battery Management System）、智能家居等領(lǐng)域。

大功率IGBT驅(qū)動(dòng)器在高電壓環(huán)境工作時(shí)，為了保證控制器不受影響，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)必須經(jīng)過隔離后再傳送到IGBT的柵極。一般的隔離方式有光隔離和磁隔離，光隔離又包括光耦隔離和光纖隔離。由于隔離電壓相對(duì)較低，光耦隔離存在傳輸延遲、老化和可靠性等方面的問題，在直流母線電壓超過800V的高壓應(yīng)用場(chǎng)合很少采用。而采用脈沖變壓器隔離（磁隔離）可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)較高的隔離電壓，而且變壓器的可靠性高，傳輸延遲小，可以實(shí)現(xiàn)較高的開關(guān)頻率，不存在老化的問題，因此在大功率IGBT驅(qū)動(dòng)器中多數(shù)采用脈沖變壓器作為隔離元件來完成驅(qū)動(dòng)信號(hào)的隔離傳輸。

傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)用脈沖變壓器是將放大后的脈沖信號(hào)隔離后直接驅(qū)動(dòng)IGBT或功率MOS管，這種工作方式無需單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電源，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本也比較低。但是當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比變化范圍比較大，特別是在占空比比較大時(shí)，由于變壓器輸出波形在一個(gè)周期的伏秒積必須相等，可能使輸出正脈沖幅度減小，以至于無法正常驅(qū)動(dòng)IGBT，通常要求控制脈沖占空比小于50%。同時(shí)，脈沖變壓器磁芯的飽和問題也限制了控制脈沖的導(dǎo)通時(shí)間。另外，驅(qū)動(dòng)波形存在失真，特別是在驅(qū)動(dòng)大功率IGBT時(shí)，由于IGBT的輸入電容比較大，脈沖變壓器次級(jí)輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖波形很難滿足驅(qū)動(dòng)要求。因此，這種驅(qū)動(dòng)方式主要應(yīng)用于小功率的開關(guān)電源中。

為了方便用戶對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)，大功率IGBT驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)部通常都自帶了DC/DC變換器。具有高隔離電壓等級(jí)的DC/DC變換器無需用戶單獨(dú)設(shè)計(jì)隔離電源，集成的隔離變換器通常采用半橋式或推挽式的結(jié)構(gòu)。為了增加隔離電壓，簡(jiǎn)化變換器控制電路，一般不帶閉環(huán)控制，個(gè)別驅(qū)動(dòng)器在輸出端增加了線性穩(wěn)壓電源來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓的穩(wěn)定。為了減小變壓器的體積，工作頻率多在100khz以上。在高壓大功率應(yīng)用場(chǎng)合，根據(jù)不同的母線電壓，驅(qū)動(dòng)器初級(jí)、次級(jí)之間必須要求具有很高的隔離電壓耐量，900V DC的母線電壓要求至少有4KV AC的隔離電壓。另外一個(gè)必須考慮的因素是DV/DT耐量，當(dāng)IGBT高速開關(guān)時(shí)，可能產(chǎn)生非常高的DV/DT耐量，此信號(hào)可以經(jīng)過隔離變壓器或脈沖變壓器耦合到初級(jí)控制電路，對(duì)控制電路產(chǎn)生干擾。因此，在隔離變壓器的設(shè)計(jì)時(shí)還要求其具有非常小的初次級(jí)耦合電容，根據(jù)對(duì)DV/DT耐量具體的要求來決定其變壓器耦合電容容量大小，通常情況下都要小于20PF。

變壓器的制作工藝是實(shí)現(xiàn)上述高隔離電壓的關(guān)鍵，為了增加隔離電壓耐量，減小初、次級(jí)或次級(jí)之間的耦合電容，通常都是將繞組分開繞制，中間用絕緣檔板分隔。有時(shí)還需要在磁芯表面涂上加厚的絕緣材料或者用三層絕緣線來繞制。





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》