多路输出IGBT驱动电路的设计

     摘要:介绍了大功率IGBT的驱动原理及工作特性，设计了一种高可靠可维护具有四路驱动信号输出的高电压大功率IGBT驱动电路，给出了电路的原理图和关键参数设计原理及相关波形。

　　0 引 言

　　绝缘栅双极晶体管(IGBT)是一种电压控制型功率器件，具有输入阻抗高、驱动功率小、低损耗等优良特性。目前，IGBT 越来越广泛应用于大功率开关电源、交流变频器等电力电子装置中。而在IGBT的实际使用中，驱动器的性能是其可靠工作正常运行的关键。目前市场上有不少专用的驱动芯片，一般采用混合厚膜封装技术或集成封装技术，因此具有价格高且不可维护的缺点。另外这些芯片也存在驱动能力有限，芯片往往只针对相应厂家相应规格的IGBT驱动设计，通用性较差。本文根据实际使用的需要设计了一种可靠性高、可维护、通用性强的具有多路驱动信号输出的驱动电路。该电路可满足全桥逆变电路中的大功率高电压IGBT的驱动需要。

　　1 IGBT 的驱动原理及工作特性

　　1.1 IGBT 的工作原理

　　IGBT是一种场控器件，它的开通和关断由栅极和发射极间的电压UGE决定，以N-IGBT(图形符号如图1所示)为例，栅极加正压，栅极有电流流过直至栅极充足电为止，同时栅极电压上升到保持IGBT导通的电压。当撤掉栅极电压时，栅极电荷反向泄放。IGBT在栅极电荷泄放完毕后关断。UGE(TH)随温度升高略有下降，温度每升高1℃，其值下降5 mV左右，25℃时，IGBT的开启阀值电压UGE(th)一般为5～6 V。

图1 N沟道IGBT

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