基于數(shù)字信號(hào)處理器的IGBT驅(qū)動(dòng)電路可靠性分析與設(shè)計(jì)

3 基于數(shù)字信號(hào)處理器的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

通過上述分析可知，基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的IGBT驅(qū)動(dòng)電路的可靠性設(shè)計(jì)，要求充分了解和掌握IGBT和DSP相關(guān)的電氣特性及可靠性設(shè)計(jì)的原則。這里采用HP公司的HCPL－316J門極驅(qū)動(dòng)光耦合器結(jié)合TMS320F240給出了一種可靠的IGBT驅(qū)動(dòng)方案。

3.1 HCPL－316J特性

HCPL－316J是由HP公司生產(chǎn)的一種2A IGBT門極驅(qū)動(dòng)光耦合器，其內(nèi)部集成集電極發(fā)射極電壓欠飽和檢測(cè)電路及故障狀態(tài)反饋電路。主要有以下一些特性：

——兼容CMOS/TTL電平；

——光隔離，故障狀態(tài)反饋；

——開關(guān)速度最大500ns；

——“軟”IGBT關(guān)斷；

——VCE欠飽和檢測(cè)及帶滯環(huán)欠壓鎖定保護(hù)；

——寬工作電壓范圍（15～30V）；

——用戶可配置自動(dòng)復(fù)位、自動(dòng)關(guān)閉。

DSP與該耦合器結(jié)合實(shí)現(xiàn)IGBT的驅(qū)動(dòng)，使得IGBT VCE欠飽和檢測(cè)結(jié)構(gòu)緊湊，低成本且易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)滿足了寬范圍的安全與調(diào)節(jié)需要。

3.2 驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

目前，各公司推出的用于IGBT驅(qū)動(dòng)的電路各具特色。HP公司的HCPL－316J集成了VCE欠飽和檢測(cè)及故障狀態(tài)反饋電路，為驅(qū)動(dòng)電路的可靠工作提供了保障，同時(shí)還具有簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。圖4給出了基于DSPF240的IGBT驅(qū)動(dòng)方案原理圖。

圖4 驅(qū)動(dòng)電路原理圖

4 結(jié)語

本文通過分析IGBT功率器件的特性、對(duì)可靠性驅(qū)動(dòng)的要求以及應(yīng)用于變頻器的幾種數(shù)字信號(hào)處理器的PWM口驅(qū)動(dòng)能力，設(shè)計(jì)了一種可靠的IGBT驅(qū)動(dòng)方案。該方案已在春日變頻器驅(qū)動(dòng)電路中得到應(yīng)用，并取得了很好的效果。隨著IGBT的廣泛使用，這一方案將具有很好的借鑒意義及應(yīng)用前景。