IGBT在以变频器及各类电源为代表的电力电子设备中得到了广泛运用。IGBT集双极型功率晶体管和功率MOSFET的长处于一体，具有电压操控、输入阻抗大、驱动功率小、操控电路简略、开关损耗小、通断速度快和作业频率高级长处。 可是，IGBT和其它电力电子器材相同，其运用还依赖于电路条件和开关环境。因而，IGBT的驱动和维护电路是电路规划的难点和要点，是整个设备运转的关键环节。
为处理IGBT的牢靠驱动问题，国外各IGBT出产厂家或从事IGBT运用的企业开发出了很多的IGBT驱动集成电路或模块，如国内常用的日本富士公司出产的EXB8系列，三菱电机公司出产的M579系列，美国IR公司出产的IR21系列等。可是，EXB8系列、M579系列和IR21系列没有软关断和电源电压欠压维护功用，而惠普出产的HCLP一316J有过流维护、欠压维护和1GBT软关断的功用，且价格相对廉价，因而，本文将对其进行研讨，并给出1700V，200～300A IGBT的驱动和维护电路。
1 IGBT的作业特性
IGBT是一种电压型操控器材，它所需求的驱动电流与驱动功率十分小，可直接与模仿或数字功用块相接而不须加任何附加接口电路。IGBT的导通与关断是由栅极电压UGE来操控的，当UGE大于敞开电压UGE（th）时IGBT导通，当栅极和发射极间施加反向或不加信号时，IGBT被关断。
IGBT与一般晶体三极管相同，可作业在线性扩大区、饱满区和截止区，其首要作为开关器材运用。在驱动电路中首要研讨IGBT的饱满导通和截止两个状况，使其注册上升沿和关断下降沿都比较峻峭。
2 IGBT驱动电路要求
在规划IGBT驱动时有必要留意以下几点。
1）栅极正向驱动电压的巨细将对电路功用产生重要影响，有必要正确挑选。当正向驱动电压增大时，．IGBT的导通电阻下降，使注册损耗减小；但若正向驱动电压过大则负载短路时其短路电流IC随UGE增大而增大，或许使IGBT呈现擎住效应，导致门控失效，然后形成IGBT的损坏；若正向驱动电压过小会使IGBT退出饱满导通区而进入线性扩大区域，使IGBT过热损坏；运用中选12V≤UGE≤18V为好。栅极负偏置电压可避免由于关断时浪涌电流过大而使IGBT误导通，一般负偏置电压选一5V为宜。别的，IGBT注册后驱动电路应供给满意的电压和电流幅值，使IGBT在正常作业及过载状况下不致退出饱满导通区而损坏。
2）IGBT快速注册和关断有利于进步作业频率，减小开关损耗。但在大电感负载下IGBT的开关频率不宜过大，由于高速注册和关断时，会产生很高的尖峰电压，极有或许形成IGBT或其他元器材被击穿。
3）挑选适宜的栅极串联电阻RG和栅射电容CG对IGBT的驱动适当重要。RG较小，栅射极之间的充放电时刻常数比较小，会使注册瞬间电流较大，然后损坏IGBT；RG较大，有利于按捺dvce／dt，但会添加IGBT的开关时刻和开关损耗。适宜的CG有利于按捺dic／dt，CG太大，注册时刻延时，CG太小对按捺dic／dt作用不明显。
4）当IGBT关断时，栅射电压很简单受IGBT和电路寄生参数的搅扰，使栅射电压引起器材误导通，为避免这种现象产生，能够在栅射间并接一个电阻。此外，在实践运用中为避免栅极驱动电路呈现高压尖峰，最好在栅射间并接两只反向串联的稳压二极管，其稳压值应与正负栅压相同。
3 HCPL-316J驱动电路
3.1 HCPL-316J内部结构及作业原理
HCPL-316J的内部结构如图1所示，其外部引脚如图2所示。
从图1能够看出，HCPL-316J可分为输入IC（左面）和输出%&&&&&%（右边）二部分，输入和输出之间完全能满意高压大功率IGBT驱动的要求。
各引脚功用如下：
脚1（VIN+）正向信号输入；
脚2（VIN-）反向信号输入；
脚3（VCG1）接输入电源；
脚4（GND）输入端的地；
脚5（RESERT）芯片复位输入端；
脚6（FAULT） 毛病输出，当产生毛病（输出正向电压欠压或IGBT短路）时，通过光耦输出毛病信号；
脚7（VLED1+）光耦测验引脚，悬挂；
脚8（VLED1-）接地；
脚9，脚10（VEE）给IGBT供给反向偏置电压；
脚11（VOUT）输出驱动信号以驱动IGBT；
脚12（VC）三级达林顿管集电极电源；
脚13（VCC2）驱动电压源；
脚14（DESAT） IGBT短路电流检测；
脚15（VLED2+）光耦测验引脚，悬挂；
脚16（VE）输出基准地。
其作业原理如图1所示。若VIN+正常输入，脚14没有过流信号，且VCC2-VE=12v即输出正向驱动电压正常，驱动信号输出高电平，毛病信号和欠压信号输出低电平。首要3路信号一起输入到JP3，D点低电平，B点也为低电平，50×DMOS处于关断状况。此刻JP1的输入的4个状况从上至下依次为低、高、低、低，A点高电平，驱动三级达林顿管导通，IGBT也随之注册。
若IGBT呈现过流信号（脚14检测到IGBT集电极上电压=7V），而输入驱动信号持续加在脚1，欠压信号为低电平，B点输出低电平，三级达林顿管被关断，1×DMOS导通，IGBT栅射集之间的电压渐渐放掉，完成慢降栅压。当VOUT=2V时，即VOUT输出低电平，C点变为低电平，B点为高电平，50×DMOS导通，IGBT栅射集敏捷放电。毛病线上信号通过光耦，再通过RS触发器，Q输出高电平，使输入光耦被封闭。同理能够剖析只欠压的状况和即欠压又过流的状况。
