1导言
跟着电力电子技术的飞速发展,特别是IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极晶体管)和MOSFET (Metallic oxide semiconductor field effecttransistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)等高频自关断器材运用的日益广泛,驱动电路的规划就显得尤为重要。本文介绍了一种以CONCEPT公司的IGD515EI驱动器为首要器材构成的驱动电路,适用于大功率、高耐压IGBT模块串、并联电路的驱动和维护。经过光纤传输驱动及状况辨认信号,进行高压阻隔传输,具有杰出的抗电磁干扰功用和高于15A的驱动电流。因而,该电路适用于高压大功率场合。在阻隔的高电位端, IGD515EI内部的DC-DC电源模块只需一路驱动电源就可以发生栅极驱动所需的±15V电源。器材内还包含功率管的过流和短路维护电路,以及信号反应检测功用。该电路是一种功用优异、老练的驱动电路。
2IGD515EI在刚管调制器中的运用
雷达发射机常用的调制器一般有三种类型:软性开关调制器、刚性开关调制器和起浮板调制器。起浮板调制器一般用于操控极调制的微波电子管,而关于阴调的微波管则只能选用软性开关调制器和刚性开关调制器。因为软性开关调制器不易完成脉宽改变,故在阴调微波管发射机的脉宽要求改变时,发射机的调制器往往只能选用刚性开关调制器。刚性开关调制器又称刚管调制器,刚管调制器因其调制开关可受控自动关断而得名。因而,选用这种调制器发射机脉宽可完成脉间改变。
IGBT归于场控功率管,具有开关速度快、管压降小等特色,在刚管调制器中得到越来越广泛的运用,但其触发电路规划以及单只IGBT有限的电压和电流才能是其推广运用的难点。计划选用IGD515EI,参加相应的外围电路,构成了IGBT驱动电路,经过IGD515EI的34脚(SDSOA)多管联用特性端完成两管串联运用,处理了IGBT单管耐压不高的问题。IGBT驱动电路如图1所示。驱动信号经过光纤接收器HFBR-2521送给驱动模块,驱动模块报毛病时经过光纤发射器HFBR-1521送出毛病信号给操控电路,由操控电路堵截一切IGBT驱动电路的驱动信号,各个IGD515EI一起输出-15V的负偏压,各个IGBT一起关断,防止单个器材提早关断,形成过压击穿。
图1IGBT驱动电路
2. 1IGBT驱动器电源规划
因为IGD515EI只需求单路电源供电,在输入端的10脚(VCC)和9脚(GND)接入+15V电源,由模块内部经过DC/DC改换发生±15V和+5V输出,为光纤发射器、接收器以及输出电路供给电源。因而对每个处于高电位的驱动电路来说,只需供给一个15V电源即可,便于做到电位阻隔。
2. 2IGBT栅极触发电路规划
驱动器的25脚(G)输出的驱动电压为±12V~±15V,这取决于电源电压;也可不发生负的栅极电压,这要由详细的运用和所运用的功率管决议。最大栅极充电电流是±15A,充电电流由外接的栅极电阻限制。假如将25脚G经过电阻直接与IGBT:G相连, IGBT的驱动波形上升沿较大,但IGBT导通后上升较快,如图2所示;
图2IGD515EI输出端不加MOS管时IGBT的驱动波形(-14V~+12V, 5V/p, 5μs/p)
假如在25脚与IGBT:G中心串入一只MOS管,进行电流扩大,可有效地减小IGBT驱动波形的上升沿,缩短IGBT的导经进程,减小IGBT离散性形成的导通不一致性,减小动态均压电路的压力,但IGBT导通后上升较慢,其波形如图3所示。
图3IGD515EI输出端加MOS管时IGBT的驱动波形(-14V~+12V, 5V/p, 5μs/p)
2. 3IGBT过流检测及维护电路参数的挑选
(1)呼应时刻电容和中止时刻电容挑选
功率管,特别是IGBT的导通需求几个微秒,因而功率管导通后要推迟一段时刻才能对其管压降进行监测,以确认IGBT是否过流,这个推迟即为“呼应时刻”。呼应时刻电容CME的作用是和内部1. 5kΩ上拉电阻构成数微秒级的延时ta,CME的计算方法如下:
在IGBT导通今后,经过IGD515EI内部的检测电路对19脚的检测电压(IGBT的导通压降)进行检测。若导通压降高于设定的门限,则以为IGBT处于过流作业状况,由IGD515EI的35脚送出IGBT过流毛病信号,经光纤送给操控电路,将驱动信号封闭一小段时刻。这段时刻为截止时刻tb,巨细由20脚(Cb)与24脚(COM)之间外接的电容Cb确认。关于给定的截止时刻,则Cb由下式确认:
