用于有源電力濾波器的IGBT驅(qū)動及保護研究

　　l 前言

　　絕緣柵場效應(yīng)晶體管(IGBT)作為一種復(fù)合型器件，集成了MOSFET的電壓驅(qū)動和高開關(guān)頻率及功率管低損耗、大功率的特點，在電機控制、開關(guān)電源、變流裝置及許多要求快速、低損耗的領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。本文對應(yīng)用于有源電力濾波器的IGBT的特性及其專有EXB84l型驅(qū)動器的設(shè)計進行討論，并提出一種具有完善保護功能的驅(qū)動電路。

　　有源電力濾波器設(shè)計中應(yīng)用4個IGBT作為開關(guān)，并用4個EXB84l組成驅(qū)動電路，其原理如圖l所示。在實驗中，根據(jù)補償電流與指令電流的關(guān)系，用數(shù)字信號處理器(DSP)控制PWM引腳的高低電平，并由驅(qū)動電路控制IGBT的通斷。驅(qū)動電路同時對過流故障進行監(jiān)測，由DSP采取封鎖控制信號、停機等處理。

　　2 驅(qū)動電路的設(shè)計

　　2.1 驅(qū)動電路電源

　　驅(qū)動電路需要4路相互隔離的直流電源為4路IGBT驅(qū)動電路供電，用220V/22V變壓器對4路交流電源分別整流，用電容器和78L24型電壓調(diào)整器穩(wěn)壓后輸出4路24V直流電壓，如圖2所示。

　　2.2 柵極電壓

　　IGBT通常采用柵極電壓驅(qū)動，它對柵極驅(qū)動電路有著特殊的要求。柵極驅(qū)動電壓脈沖的上升率和下降率要足夠大，導(dǎo)通時，前沿很陡的柵極電壓UGE可以使IGBT快速導(dǎo)通，并減小導(dǎo)通損耗，關(guān)斷時，其柵極驅(qū)動電路要給IGBT提供一個下降很陡的關(guān)斷電壓，并在柵極和發(fā)射極之間施加一個適當(dāng)?shù)姆聪蜇?fù)偏壓，以便使IGBT快速關(guān)斷，并減小關(guān)斷損耗。IGBT導(dǎo)通后，柵極的驅(qū)動電壓和電流要有足夠的寬度，以保證IGBT在瞬時過載時未退出飽和區(qū)受到損壞。柵極驅(qū)動電壓推薦值為15 V