三款大功率IGBT驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用

1、Infineon驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路

Infineon公司是出界上著名的半導(dǎo)體生產(chǎn)商，其生產(chǎn)的“EUPEC”IGHT在世界范圍內(nèi)占有很大部分份額。其配套生產(chǎn)的EiceDriver系列IGBT驅(qū)動(dòng)器也在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。對于大功率IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)，Infineon于2003年推出2ED300C17-S/ST驅(qū)動(dòng)器，它可以驅(qū)動(dòng)3600A、1700V以下兩單元IGBT模塊。

采用脈沖變壓器隔離，內(nèi)部集成DC/DC開關(guān)電源，單通道最大輸出功率位4W，采用開環(huán)控制。驅(qū)動(dòng)模塊有直接和半橋兩種工作模式。柵板驅(qū)動(dòng)電壓為±15V。內(nèi)部采用MOSFET三極管達(dá)林頓推挽式放大電路，最大可輸出±30A驅(qū)動(dòng)電流。驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部有欠壓保護(hù)、過流短路保護(hù)（Vcesat檢測），通過外接電路，可以實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷、過電壓有源鉗信功能。圖1為2ED300C17-S/ST的電路框圖。

2、Concept驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路

Concept公司是世界上著名的IGBT驅(qū)動(dòng)器專業(yè)生產(chǎn)商。在1999年之前，Concept公司的驅(qū)動(dòng)器都是分立元器件構(gòu)成，在1999年之后，Concept公司把輸入側(cè)關(guān)鍵電路和輸出側(cè)關(guān)鍵電路進(jìn)行了集成，在輸入側(cè)形成LDl（LogicDigitalTnterface）集成模塊，在輸出側(cè)形成IGD（集成模塊，并廣泛使用SCALE（Scaleable-Compact-Allpurpose-Lowcost-Easytouse）技術(shù)。對于大功率IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)，concept推出2SD300C17驅(qū)動(dòng)器，功能和infineon的2ED300C17-S/ST兼容，但元件數(shù)節(jié)省了63%。電氣隔離采用脈沖變壓器，驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)頻調(diào)制后經(jīng)脈沖變壓器傳輸。到于單模塊，有ISD1548AI驅(qū)動(dòng)器，最大驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)±48A。在1SD536F2驅(qū)動(dòng)模塊，電路內(nèi)部設(shè)計(jì)了有源鉗位電路，以保護(hù)IGBT浪涌過電壓。圖2為Concept2SD300C17驅(qū)動(dòng)器框圖。

3、Semikron驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路

Semikron公司是世界上著名的半導(dǎo)體生產(chǎn)商，對于Semikron電壓小于1200V的兩單元IGBT模塊驅(qū)動(dòng)，semikron有SKHI21A（R），SKHI22A/B（R）驅(qū)動(dòng)器。上述驅(qū)動(dòng)模塊采用脈沖變壓器隔離、一路電源輸入、內(nèi)部集成DC/DC開關(guān)電源。SKHl21A（R）和SKH122A/B（R）的主要區(qū)別是前者輸出柵極關(guān)斷電壓是0V，后者是-7V，用-Vge（-5V~-15V）使IGBT更可靠，有利于防止誤導(dǎo)通。還可選用即插即用模塊，如SKHT23/12（R）。對于電壓小于1700V的兩單元IGBT模塊驅(qū)動(dòng)，semikron有SKHI22A/BH4（R）或SKHI24（R）驅(qū)動(dòng)器，上述驅(qū)動(dòng)模塊采用脈沖變壓器隔離、一路電源輸入、內(nèi)部集成DC/DC開關(guān)電源。前者輸出柵極關(guān)斷電壓是-7V，輸出峰值電流為8A，后者輸出柵極關(guān)斷電壓是-8V，輸出峰值電流為15A。還可選用即插即用模塊，如SKHTI23/17（R）。新推出的SemikronSkyper系列驅(qū)動(dòng)模塊，采用脈沖變壓器隔離、一路電源輸入、內(nèi)部集成DC/DC開關(guān)電源、輸出柵極電壓為-7V或-15V。Skyper52驅(qū)動(dòng)器為雙通道驅(qū)動(dòng)器，柵極驅(qū)動(dòng)電壓為±15V，單通道最大輸出功率可達(dá)9W，輸出峰值電流可達(dá)50A，具有退飽和檢測、有源柵極控制以及溫度檢測，并且可以直接插接在PCB板上。圖3為SemikronSkyper52驅(qū)動(dòng)器框圖。

針對以上對幾款典型的大功率IGBT驅(qū)動(dòng)器的介紹，可以看出這些成熟的驅(qū)動(dòng)器具有以下共同特征：

（1）內(nèi)部集成DC/DC電源，且為了電路簡單，均采用了開環(huán)控制，輸出驅(qū)動(dòng)脈沖為±15V；

（3）對于雙通道驅(qū)動(dòng)器，設(shè)有半橋模式和直接模式，適用于半橋和單管驅(qū)動(dòng)；

（4）具有過流短路保護(hù)軟關(guān)斷功能，同時(shí)通過擴(kuò)展或者自帶有源鉗位功能。