大功率IGBT驱动技术的现状与发展

2022-04-11 11:52分类：电子元器件阅读：

1　前言
　　电力电子技术技术应用在现如今急缺节能减排的制造业行业里发挥了不可替代的功效;而igbt在例如变频调速器、功率大的开关电源电路等电力电子技术技术性的动能转换与管理方法运用中，愈来愈变成各种各样主控制回路的优选输出功率控制开关元器件，因而怎样可以信赖地推动igbt工作中，也变成很多的设计方案技术工程师遭遇必须处理的课题研究。
　　在应用igbt组成的各种各样主控制回路当中，功率大的igbt推动防护电源电路具有弱电安装操纵弱电的终端设备页面(插口)功效。因其必要性，因此还可以将该电源电路当做是一个相对性独立性的“分系统”来科学研究、开发设计及设计方案。
　　功率大的igbt推动防护电源电路一直随着igbt技术性的进步而发展趋势，如今市面上时兴着许多类型十分完善的功率大的igbt推动防护电源电路专用型商品，变成大部分设计方案技术人员的优选;也是有很多的技术工程师依据其电源电路的特别要求，自主研发出各种各样专用型的功率大的igbt推动防护电源电路。文中对这种功率大的igbt推动防护电源电路开展归类，并对该电源电路必须做到的一些作用开展论述，最终未来展望此线路的发展趋势。除此之外文中上述功率大的igbt推动防护电源电路就是指运用于直流电母相电压在650v～1000v范畴、輸出电流量的沟通交流有效值在100a～600a范畴的场所。

2　功率大的igbt推动防护控制电路的归类
　　依照功率大的igbt推动防护电源电路可以进行的作用来归类，能够将功率大的igbt推动防护电源电路分成下列三种种类:单一功能性、多用途型、全功能性。
2.1　单一功能性
　　单一功能性的功率大的igbt推动防护电源电路一般是由光电耦合器和输出功率油压缓冲器组成，如hcpl-3150 等，如图所示1所显示。它将一般操纵数据信号的ttl/cmos键入脉冲信号数据信号转换为正负极十几伏的igbt门极推动輸出脉冲信号，正负极脉冲信号的幅度值在于隔离电源。

图1　hcpl-3150基本原理框架图及脚位平面图

　　技术工程师开展设计构思时可将它加上防护电路、过流保护控制回路、逻辑性解决电源电路、门极推动电阻器等，就可立即推动igbt，产生非常简单的功率大的igbt推动防护电源电路;还可以自身加上一些外围电路产生多用途型控制器。
　　单一功能性的功率大的igbt推动防护控制电路的最大的优势是运用灵便、成本费较低。它既能够运用于例如换流器、boost等必须单只igbt运作的主控制回路，还可以使用于由多个igbt构成的半桥、单相电全桥、三相全桥等主控制回路。因为必须另装防护电路、逻辑性解决电源电路等，因此交给设计方案技术人员的开发设计工作量大，这也是单一功能性的功率大的igbt推动防护控制电路的最大的缺陷。这儿的逻辑性解决电源电路一般就是指通电次序逻辑性及各种维护解决等作用。
　　除此之外像hcpl-3150 等控制器的推动能力有限，一般都是在3a下列，假如推动600a之上的igbt就必须外接更高的输出功率缓存电源电路或采用其他对策。
2.2　多用途型
　　多用途型的功率大的igbt推动防护线路除开带来立即推动igbt的作用以外，还能够给予健全的保障作用，如hcpl-316j、 m57962等，如图所示2和图3所显示，他们一般选用混和厚膜封裝工艺或是选用集成化封裝技术性，能够立即兼容cmos/ttl脉冲信号。技术工程师开展设计构思时一般只必须加上防护电路、过流保护控制回路、逻辑性解决电源电路、门极推动电阻器等，就可以变成一个比较详细的功率大的igbt推动防护电源电路。
　　m57962、hcpl-316j等控制器自身具备完备的保障作用，处理速度高。其最大的的特点是使开发者的作业获得简单化，并且安全性高，十分适合多通道推动的场所。可是因为他们的推动工作能力也比较有限，假如推动更大功率的igbt，也必须外接更高的输出功率缓存电源电路。
m57962、hcpl-316j等控制器一般给予软关闭作用，在必须维护igbt撤出过电流、短路故障情况时，这一作用十分关键，它能够使igbt的npnp四层构造可免于进到“晶闸管栓锁”情况。除此之外像hcpl-316j等控制器还具有欠压保护锁住维护作用，这大大简化了设计师的工作中。
2.3　全功能性
　　全功能性的功率大的igbt推动防护线路除开具备各种健全的保障作用以外，还都无一例外地配备了dc/dc隔离电源，如2sd315ai(concept)、skypertmpro(semikron)、2ed300c17-s(eupec)等，如图所示4、图5和图6所显示。全是现阶段世界上知名的全功能性控制器。