一種逆變H橋IGBT單管驅(qū)動(dòng)以及工作保護(hù)方案

大家都知道，IGBT單管相當(dāng)?shù)拇嗳酰瑯与娏魅萘康?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/IGBT">IGBT單管，比同樣電流容量的MOSFET脆弱多了，也就是說(shuō)，在逆變H橋里頭，MOSFET上去沒(méi)有問(wèn)題，但是IGBT上去，可能開(kāi)機(jī)帶載就炸了。這一點(diǎn)很多人估計(jì)都深有體會(huì)。當(dāng)時(shí)我看到做魚(yú)機(jī)的哥們用FGH25N120AND 這個(gè)，反映很容易就燒了，當(dāng)時(shí)不以為然。

只到我在工作中遇到，一定要使用IGBT的時(shí)候，我才發(fā)現(xiàn)我錯(cuò)了，當(dāng)初我非常天真的認(rèn)為，一個(gè)IRFP460,20A/500V的MOSFET，我用個(gè)SGH40N60UFD40A/600V的IGBT上去怎么樣也不會(huì)炸的吧，實(shí)際情況卻是，帶載之后，突然加負(fù)載和撤銷(xiāo)負(fù)載，幾次下來(lái)就炸了，我以為是電路沒(méi)有焊接好，然后同樣的換上去，照樣炸掉，這樣白白浪費(fèi)了好多IGBT。

后來(lái)發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律，就是采用峰值電流保護(hù)的措施就能讓IGBT不會(huì)炸，下面我就會(huì)將這些東西一起詳細(xì)的說(shuō)一說(shuō)，說(shuō)的不好請(qǐng)大家見(jiàn)諒，這個(gè)帖子會(huì)慢慢更新，也希望高手們多多提出意見(jiàn)。

我們將這個(gè)問(wèn)題看出幾個(gè)部分來(lái)解決：

1，驅(qū)動(dòng)電路；

2，電流采集電流；

3，保護(hù)機(jī)制；

驅(qū)動(dòng)電路

這次采用的IGBT為IXYS的，IXGH48N60B3D1，詳細(xì)規(guī)格書(shū)如下：IXGH48N60B3D1

驅(qū)動(dòng)電路如下：

這是一個(gè)非常典型的應(yīng)用電路，完全可以用于IGBT或者M(jìn)OSFET，但是也有些不一樣的地方。

1，有負(fù)壓產(chǎn)生電路，

2，隔離驅(qū)動(dòng)，

3，單獨(dú)電源供電。

首先我們來(lái)總體看看，這個(gè)電路沒(méi)有保護(hù)，用在逆變上100%炸，但是我們可以將這個(gè)電路的實(shí)質(zhì)摸清楚。

先講講重點(diǎn)：

1：驅(qū)動(dòng)電阻R2，這個(gè)在驅(qū)動(dòng)里頭非常重要，圖上還有D1配合關(guān)閉的時(shí)候，讓IGBT的CGE快速的放電，實(shí)際上看需要，這個(gè)D1也可以不要，也可以在D1回路里頭串聯(lián)一個(gè)電阻做0FF關(guān)閉時(shí)候的柵極電阻。

下面發(fā)幾個(gè)波形照片，不同的柵極電阻，和高壓HV+400V共同產(chǎn)生作用的時(shí)候，上下2個(gè)IGBT柵極的實(shí)際情況。

上面的圖，是在取消負(fù)壓的時(shí)候，上下2管之間的柵極波形，柵極電阻都是在10R情況下。

上面的圖是在不加DC400V情況下測(cè)量2管G極波形，下圖是在DC400V情況下，2管的柵極波形。為何第二個(gè)圖會(huì)有一個(gè)尖峰呢。這個(gè)要從IGBT的內(nèi)部情況說(shuō)起，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，IGBT的GE上有一個(gè)寄生的電容，它和另外的CGC一個(gè)寄生電容共同組成一個(gè)水池子，那就是QG，其實(shí)這個(gè)和MOSFET也很像的。

那么在來(lái)看看為何400V加上去，就會(huì)在下管上的G級(jí)上產(chǎn)生尖峰。借花獻(xiàn)佛，抓個(gè)圖片來(lái)說(shuō)明：

如上圖所示，當(dāng)上官開(kāi)通的時(shí)候，此時(shí)是截止的，由于上官開(kāi)通的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候要引入DV/DT的概念，這個(gè)比較抽象，先不管它，簡(jiǎn)單通俗的說(shuō)就是上管開(kāi)通的時(shí)候，上管等效為直通了，+DC400V電壓立馬加入到下管的C級(jí)上，這么高的電壓立刻從IGBT的寄生電容上通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流，這個(gè)感應(yīng)電流上圖有公式計(jì)算，這個(gè)電流在RG電阻和驅(qū)動(dòng)內(nèi)阻的共同作用下，在下管的柵極上構(gòu)成一個(gè)尖峰電壓，如上面那個(gè)示波器的截圖所示。到目前為止，沒(méi)有引入米勒電容的概念，理解了這些，然后對(duì)著規(guī)格書(shū)一看，米勒電容是什么，對(duì)電路有何影響，就容易理解多了。