一種逆變H橋IGBT單管驅(qū)動以及工作保護方案

大家都知道，IGBT單管相當?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，在逆變H橋里頭，MOSFET上去沒有問題，但是IGBT上去，可能開機帶載就炸了。這一點很多人估計都深有體會。當時我看到做魚機的哥們用FGH25N120AND 這個，反映很容易就燒了，當時不以為然。

只到我在工作中遇到，一定要使用IGBT的時候，我才發(fā)現(xiàn)我錯了，當初我非常天真的認為，一個IRFP460,20A/500V的MOSFET，我用個SGH40N60UFD40A/600V的IGBT上去怎么樣也不會炸的吧，實際情況卻是，帶載之后，突然加負載和撤銷負載，幾次下來就炸了，我以為是電路沒有焊接好，然后同樣的換上去，照樣炸掉，這樣白白浪費了好多IGBT。

后來發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律，就是采用峰值電流保護的措施就能讓IGBT不會炸，下面我就會將這些東西一起詳細的說一說，說的不好請大家見諒，這個帖子會慢慢更新，也希望高手們多多提出意見。

我們將這個問題看出幾個部分來解決：

1，驅(qū)動電路；

2，電流采集電流；

3，保護機制；

驅(qū)動電路

這次采用的IGBT為IXYS的，IXGH48N60B3D1，詳細規(guī)格書如下：IXGH48N60B3D1

驅(qū)動電路如下：

這是一個非常典型的應用電路，完全可以用于IGBT或者MOSFET，但是也有些不一樣的地方。

1，有負壓產(chǎn)生電路，

2，隔離驅(qū)動，

3，單獨電源供電。

首先我們來總體看看，這個電路沒有保護，用在逆變上100%炸，但是我們可以將這個電路的實質(zhì)摸清楚。

先講講重點：

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

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

上面的圖，是在取消負壓的時候，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。為何第二個圖會有一個尖峰呢。這個要從IGBT的內(nèi)部情況說起，簡單來說，IGBT的GE上有一個寄生的電容，它和另外的CGC一個寄生電容共同組成一個水池子，那就是QG，其實這個和MOSFET也很像的。

那么在來看看為何400V加上去，就會在下管上的G級上產(chǎn)生尖峰。借花獻佛，抓個圖片來說明：

如上圖所示，當上官開通的時候，此時是截止的，由于上官開通的時候，這個時候要引入DV/DT的概念，這個比較抽象，先不管它，簡單通俗的說就是上管開通的時候，上管等效為直通了，+DC400V電壓立馬加入到下管的C級上，這么高的電壓立刻從IGBT的寄生電容上通過產(chǎn)生一個感應電流，這個感應電流上圖有公式計算，這個電流在RG電阻和驅(qū)動內(nèi)阻的共同作用下，在下管的柵極上構(gòu)成一個尖峰電壓，如上面那個示波器的截圖所示。到目前為止，沒有引入米勒電容的概念，理解了這些，然后對著規(guī)格書一看，米勒電容是什么，對電路有何影響，就容易理解多了。