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的利益于一体，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档利益。
可是，IGBT和其它电力电子器材相同，其运用还依托于电路条件和开关环境。因此，IGBT的驱动和保护电路是电路方案的难点和要害，是悉数设备作业的要害环节。

为处理IGBT的牢靠驱动疑问，国外各IGBT出产厂家或从事IGBT运用的公司开宣告了许多的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保护功用，而惠普出产的HCLP一316J有过流保护、欠压保护和1GBT软关断的功用，且报价相对廉价，因此，这篇文章将对其进行研讨，并给出1700V，200～300AIGBT的驱动和保护电路。

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大于翻开电压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与通常晶体三极管相同，可作业在线性拓宽区、丰满区和截止区，其首要作为开关器材运用。在驱动电路中首要研讨IGBT的丰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照峻峭。

2、IGBT驱动电路恳求

在方案IGBT驱动时有必要留心以下几点。

1）栅极正向驱动电压的巨细将对电路功用发作首要影响，有必要精确挑选。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，致使门控失效，然后构成IGBT的损坏；若正向驱动电压过小会使IGBT退出丰满导通区而进入线性拓宽区域，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，通常负偏置电压选一5V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丰满导通区而损坏。

2）IGBT活络注册和关断有利于跋涉作业频率，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，会发作很高的尖峰电压，极有或许构成IGBT或别的元器材被击穿。

3）挑选适合的栅极串联电阻RG和栅射电容CG对IGBT的驱动恰当首要。RG较小，栅射极之间的充放电时刻常数比照小，会使注册刹那间刻电流较大，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。适合的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效果不显着。

4）当IGBT关断时，栅射电压很简略受IGBT和电路寄生参数的烦扰，使栅射电压致使器材误导通，为避免这种景象发作，能够在栅射间并接一个电阻。此外，在实习运用中为避免栅极驱动电路呈现高压尖峰，最佳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

3.1HCPL-316J内部构造及作业原理

HCPL-316J的内部构造如图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IC（右边）二有些，输入和输出之间彻底能满意高压大功率IGBT驱动的恳求。

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）缺陷输出，当发作缺陷（输出正向电压欠压或IGBT短路）时，经过光耦输出缺陷信号；

脚7（VLED1+）光耦查验引脚，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短路电流查看；

脚15（VLED2+）光耦查验引脚，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，缺陷信号和欠压信号输出低电平。首要3路信号一同输入到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个状况从上至下顺次为低、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查看到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栅射集之间的电压逐步放掉，结束慢降栅压。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栅射集活络放电。缺陷线上信号经过光耦，再经过RS触发器，Q输出高电平，使输入光耦被关闭。同理能够剖析只欠压的状况和即欠压又过流的状况。

3．2驱动电路方案

驱动电路及参数如图3所示。

HCPL-316J左面的VIN+，FAULT和RESET别离与微机相连。R7，R8，R9，D5，D6和C12起输入保护效果，避免过高的输入电压损坏IGBT，可是保护电路会发作约1µs延时，在开关频率逾越100kHz时不适合运用。Q3最首要起互锁效果，当两路PWM信号（同一桥臂）都为高电往常，Q3导通，把输入电平拉低，使输出端也为低电平。图3中的互锁信号Interlock，和Interlock2别离与别的一个316JInterlock2和Interlock1相连。R1和C2起到了对缺陷信号的拓宽和滤波，当有烦扰信号后，能让微机精确承受信息。

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