大功率IGBT驱动过流保护电路研究

IGBT驱动 IGBT保护 IGBT过流

第２６卷第５期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｘｉａｎｇｆａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｖｏｌ．２６　Ｎｏ．５　

大功率ＩＧＢＴ驱动过流保护电路研究　

蔡　兵

襄樊学院　物理学系

　摘要

指出了它们之间的优缺点．　　关键词模块驱动过流保护电路　

＋

中图分类号：　ＴＰ２７３．４　　　　　　文献标志码：　Ａ　　　　　　　　　　文章编号：１００９－２８５４（２００５）０５－００６０－０３　　

ＩＧＢＴ

因其饱和压降低和工作频率高等优点而成为大功率开关电源等电力电子装置的首选功率器件

如何设计ＩＧＢＴ

的驱动过流保护电路

归纳

ＩＧＢＴ在１０

故ＩＧＢＴ

的驱动过流保护电路的设计原则为

封锁栅极电压的方法来实现保护很大零电压

［４］

三

．　　

为分离元件驱动过流保护电路和模块驱动过流保护电路

可采用瞬时

由于瞬时封锁栅极电压会使ｄｉ／ｄｔ

Ｓ

Ｓ的时间内降至

驱动过流保护电路现分

２　驱动过流保护电路的设计　

２．１　分离元件驱动过流保护电路　

以多电源驱动过流保护电路为例

ＤＺ１Ｔ１和Ｔ４

导通延时电路不延时

１

１

中

ＶＣ２为电容Ｃ２

的初始电压

Ｔ３导通

光耦ＬＰ２

导通

即Ｆ点和Ｇ

点电位下降

２

２

Ｖ１是ＤＺ１击穿电压

τ２＝Ｒ２×Ｃ２

Ｃ４构成延时降压电路．　Ｔ６

Ｂ点电路不会超过ＤＺ１

击穿电压

ＩＧＢＴ的集射极压降上升

Ｔ１

IGBT驱动 IGBT保护 IGBT过流

式

单位为秒

单位为伏特

则Ｃ点电位下降恢复到原来值

τ２

＝

同时Ｃ４开使Ａ点电位下

始充电

经Ｔ７

降并保持

ＩＧＢＴ的栅射极电压最终为－５伏

ＩＧＢＴ继续正常工作

３

中

单电源驱动过流保护电路的原理与上述多电源驱动过流保护电路类似

正电压值一般在１２Ｖ

但设计灵活．　　

２．２　模块驱动过流保护电路　

以ＥＸＢ８４１系列为例

当１４脚

反之

其判断公式为

Ｖ２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４Ｖ２为ＥＸＢ８４１内部二极管击穿电压．　如设

Ｖ１＝５Ｖ

即Ｖｃｅ＝７Ｖ时

７Ｖ时保护电路不工作

Ｓ后

若故障仍存在

同时封锁输入信号一

二

并不能在当前工作周期内实现延时保护关断．　　

当过流时降低栅射极驱动电压

Ｓ内降到ＯＶ．　在这段时间内

通过一定时间的延迟后

９脚为参考地

ＥＸＢ８４１中的互补输出级中的上管导通

１２Ｖ最佳

61

万方数据　

IGBT驱动 IGBT保护 IGBT过流

蔡兵大功率ＩＧＢＴ驱动过流保护电路研究　

另外

［１４］和［１５］．　　

此处不再赘述

３　结束语　

以上介绍了几种ＩＧＢＴ驱动过流保护电路．　分离元件驱动过流保护电路复杂

模块驱动过流保护电路使电路的设计简化并具备了一定的保护功能

还要考虑扩展其功能．　至于实际应用中采用哪一种方法

［１］　张　　立．　现代电力电子技术基础　［Ｍ］．　北京：　高等教育出版社，　２０００．　［２］　林谓勋．　电力电子技术基础［Ｍ］．　北京：　机械工业出版社，　１９９０．　［３］　杨　　志

等．　用于三电平逆变器中的ＩＧＢＴ驱动保护电路设计［Ｊ］．　电力自动化设备，　２００４，　２４（４）：　４２－４４．　

［４］　郝润科，　杨一波．　绝缘栅栏双极型晶体管（ＩＧＢＴ）驱动及保护电路的研究［Ｊ］．　上海理工大学学报，　２００４，　２６（３）：　２８３－２８５．　［５］　王　　强，　刘　皓，　陈　　军．　ＩＧＢＴ驱动保护电路的改良设计［Ｊ］．　电子工程师，　２００４，　３０（１０）：　４１－４３．　［６］　邱关源．　电路［Ｍ］．　北京：　高等教育出版社，　２０００．　

［７］　王　　永，　沈饶华．　一种简单的ＩＧＢＴ驱动和过流保护电路［Ｊ］．　电测和仪表，　２００４，　４１（４）：　２５－２７．　

［８］　卫三民，　李发海．　一种大功率ＩＧＢＴ实用驱动及保护电路［Ｊ］．　清华大学学报（自然科学版），　２００１，　４１（９）：　５５－５７．　［９］　刘建芳．　ＩＧＢＴ驱动保护电路的研究［Ｊ］．　青岛化工学院学报，　２００１，　２２（４）：　３９２－３９４．　

［１０］　王　威，　李　亮，　方　昕，　等．　高压大功率ＩＧＢＴ的驱动保护方案研究［Ｊ］．　通信电源技术，　２００５，　２２（１０）：　１１－１３．　［１１］　胡雪峰，　侯　漠．　ＩＧＢＴ

集成驱动保护模块的分析

Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，　Ｘｉａｎｇｆａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｘｉａｎｇｆａｎ　４４１０５３，Ｃｈｉｎａ

62