1700V，200～300A IGBT的驅(qū)動和保護電路設計

在輸出端，R5和C7關系到IGBT開通的快慢和開關損耗，增加C7可以明顯地減小dic/dt。首先計算柵極電阻：其中ION為開通時注入IGBT的柵極電流。為使IGBT迅速開通，設計，IONMAX值為20A。輸出低電平VOL=2v?？傻?p>

C3是一個非常重要的參數(shù)，最主要起充電延時作用。當系統(tǒng)啟動，芯片開始工作時，由于IGBT的集電極C端電壓還遠遠大于7V，若沒有C3，則會錯誤地發(fā)出短路故障信號，使輸出直接關斷。當芯片正常工作以后，假使集電極電壓瞬間升高，之后立刻恢復正常，若沒有C3，則也會發(fā)出錯誤的故障信號，使IGBT誤關斷。但是，C3的取值過大會使系統(tǒng)反應變慢，而且在飽和情況下，也可能使IGBT在延時時間內(nèi)就被燒壞，起不到正確的保護作用， C3取值100pF，其延時時間

在集電極檢測電路用兩個二極管串連，能夠提高總體的反向耐壓，從而能夠提高驅(qū)動電壓等級，但二極管的反向恢復時間要很小，且每個反向耐壓等級要為1000V，一般選取BYV261E，反向恢復時間75 ns。R4和C5的作用是保留HCLP-316J出現(xiàn)過流信號后具有的軟關斷特性，其原理是C5通過內(nèi)部MOSFET的放電來實現(xiàn)軟關斷。圖3中輸出電壓VOUT經(jīng)過兩個快速三極管推挽輸出，使驅(qū)動電流最大能達到20A，能夠快速驅(qū)動1700v、200-300A的IGBT。

3.3 驅(qū)動電源設計

在驅(qū)動設計中，穩(wěn)定的電源是IGBT能否正常工作的保證。如圖4所示。電源采用正激變換，抗干擾能力較強，副邊不加濾波電感，輸入阻抗低，使在重負載情況下電源輸出電壓仍然比較穩(wěn)定。

當s開通時，+12v(為比較穩(wěn)定的電源，精度很高)電壓便加到變壓器原邊和S相連的繞組，通過能量耦合使副邊經(jīng)過整流輸出。當S關斷時，通過原邊二極管和其相連的繞組把磁芯的能量回饋到電源，實現(xiàn)變壓器磁芯的復位。12v經(jīng)過R1，D2給C1充電，其充電時間t1≈R1C2ln2;放電時間t2=R2C1ln2，充電時輸出高電平，放電時輸出低電平。所以占空比=t1/(t1+t2)。

變壓器按下述參數(shù)進行設計：原邊接+12v，頻率為60kHz，工作磁感應強度Bw為O.15T，副邊+15v輸出2A，-5v輸出1 A，效率n=80%，窗口填充系數(shù)Km為O.5，磁芯填充系數(shù)Kc為1，線圈導線電流密度d為3 A/mm2。則輸出功率

PT=(15+O.6)×2×2+(5+O.6)×1×2=64W。

變壓器磁芯參數(shù)

由于帶載后驅(qū)動電源輸出電壓會有所下降，所以，在實際應用中考慮提高頻率和占空比來穩(wěn)定輸出電壓。

4 結語

本文設計了一個可驅(qū)動l700v，200～300A的IGBT的驅(qū)動電路。硬件上實現(xiàn)了對兩個IGBT(同一橋臂)的互鎖，并設計了可以直接給兩個IGBT供電的驅(qū)動電源。