跟着电力电子器材技能的开展，大功率器材在轨道交通、直流输电、风力发电等范畴的商场迅猛开展，其间以IGBT器材体现尤为杰出，在详细的运用工况中，每一个IGBT模块都需求一个专门的驱动器，IGBT驱动器对IGBT的运转功用有着严重影响
传统运用模仿电路完结的IGBT驱动器技能较老练，运转安稳，可是因为其驱动器各参数设置大都选用硬件完结，参数调整比较复杂，不同类型的IGBT有必要规划不同的驱动器，本文运用数字操控器对栅极操控，能够灵敏的修正驱动器的软件参数设置，来调整IGBT作业的功用，关于不同的IGBT类型，只需求加载不同的驱动程序，即能够处理传统驱动器产品的类型匹配问题。
如图1示，驱动器首要包含：高等级阻隔电源、光纤通讯接口、功率放大电路、检测维护电路、数字操控器等五部分。
2.1高等级阻隔电源
高压IGBT驱动器规划中，电源规划是要害部分之一，电源的输出功率决议了IGBT在实践作业中能够运用的作业频率，假如电源输出功率缺乏，或许会在IGBT器材高频作业时，呈现欠压现象，导致IGBT损耗添加，乃至形成IGBT损坏。
本规划中选用Ti公司的LM5025芯片规划反激式DC-DC电路（电路图见图2），电路中的初级具有电流检测软起动功用，当电流检测电阻上的压降到达0.25V时，对电源起到很好的过流维护作用。
2.2光纤通讯接口
在用户主控体系通讯的接口规划上，挑选抗搅扰能力强的光纤通讯，避免操控信号被搅扰呈现误触发。光纤选用HFBR-1522、HFBR-2522，光纤电路如图3。
2.3功率放大电路
挑选导通阻抗十分低的mosFET作为开关器材，构成IGBT栅极功率输出电路，如图4，一起，选用多个栅极电阻切换的办法，完结不同条件下对IGBT功用的调整。在IGBT正常开关时，能够经过调整栅极电阻来操控器材的开关速度，到达优化器材功率的意图。在IGBT呈现作业反常时（例如短路），能够经过调整栅极电阻来操控器材的作业情况，避免器材损坏到达维护器材的意图。
2.4检测维护电路
为避免IGBT器材作业中呈现任何反常毛病，驱动器需求对IGBT的情况参数进行检测，假如发现反常，驱动器主动采纳维护动作，并告诉主控器。
欠压检测：现在各个IGBT厂商引荐IGBT器材作业时的栅极电压为±15V（栅极最大接受电压为±20V），假如IGBT器材在作业中呈现低于15V的情况，依据IGBT器材饱满压降VCE与栅极电压的联系（如图5示），跟着栅极电压的下降，IGBT饱满压降会添加，形成IGBT器材损耗添加，有或许会损坏器材，所以，有必要对驱动器输出栅极的电压进行检测，假如呈现欠压注册情况，驱动器要当即进行维护。一起需求留意，IGBT的短路电流与栅极电压成正比，所以当器材注册时栅极呈现高于+15V电压，器材假如呈现毛病会呈现比正常工况更大的短路电流，所以驱动器有必要保证栅极注册电压处于合理的范围内。
Vce电压检测：Vce电压检测能够为数字操控器供给IGBT器材参数，操控器经过Vce电压能够判别IGBT的作业情况，然后采纳对应的战略对IGBT进行不同的操控办法。
过压维护：在IGBT器材关断过程中，因为母线回路寄生电感的存在，关断电压会发生一个电压过冲尖峰，过冲幅值为△V=Ls*di/dt，假如尖峰电压超越IGBT器材的额外电压，IGBT器材会被击穿，形成器材损坏。
过压维护电路选用的是TVS管与限流电阻串联的办法，由集电极接入栅极（如图6示），当关断过程中集电极呈现超越设定值（设定值小于IGBT额外值）的电压尖峰时，TVS管反导游通，经过限流电阻向栅极注入电流，减慢IGBT关断速度（减小di/dt），然后到达约束电压尖峰的意图。用户依据详细的运用工况，挑选合适的TVS管的数量和单个TVS击穿电压参数。
di/dt检测：（如图示7），IGBT模块内部等效图能够看到，因为IGBT模块内部链接的主电极回路与辅佐电极回路之间存在寄生电感，在IGBT模块作业时，主电流%&&&&&%从主电极流入，经过寄生电感L流出，依据电感感生电压V=-L*di/dt，从公式能够看出，感生电压V值与di/dt值成正比联系，经过检测L上发生的感生电压能够获得主电流Ic的di/dt值。在IGBT模块作业的过程中，假如感生电压高于或低于设定值都以为器材di/dt呈现反常情况，需求进行维护，并向主控体系陈述呈现di/dt毛病。
数字操控器功用
数字操控器首要完结依据输入信号操控功率放大电路，驱动IGBT器材。一起，依据检测电路的反应信号断定IGBT器材的作业情况，假如呈现反常情况，当即依照设定战略对IGBT器材进行维护。
4 驱动级测验
为开始确认驱动级基本功用的正确性和可行性，运用图8样品板进行测验，测验样品为3300V-1500A IGBT模块，选用通用型双脉冲测验办法，测验波形如图9。
从上图测验成果能够看出，驱动板能够在测验条件下安全的注册和关断IGBT模块。
5 改善方向
本论文提出的数字型IGBT驱动器在过压维护检测上选用的TVS管串联的办法，只能够对IGBT器材关断中di/dt发生的寄生过压有较好的作用，可是这种办法也存在坏处，假如用户关于过压维护的阈值设定不合理，及体系在运转中会呈现较多的过压，或较长时刻过压，此刻IGBT器材会呈现栅极被高压损坏，或本应关断的IGBT被迫强行注册，呈现上下管短路的情况，损坏上下管IGBT。所以能够参加Vce检测电路，实时检测集电极电压，拟定维护战略。
