解析三种IGBT驱动电路及保护策略

简介：
本文深入探讨了三种不同类型的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）驱动电路的设计原理，并分析了相应的保护策略。通过对比研究，旨在为工程师提供选择最适配应用场景的IGBT驱动方案的有效依据。 IGBT驱动电路是一种用于控制绝缘栅双极晶体管（IGBT）的电子电路，它的主要功能是放大控制器发出的信号以实现IGBT的开通与关断操作，在电力电子装置中具有重要的作用。 设计这种驱动电路时需要满足一些基本要求。例如提供适当的正向和反向电压、足够的瞬态功率或瞬时电流、以及确保较小的输入输出延迟时间等。此外，该驱动电路还应具备良好的电气隔离能力和灵敏的过流保护能力以保证IGBT的安全运行。 文中介绍了三种不同的IGBT驱动电路设计，分别使用了EXB841、M57959L和M57962L芯片作为核心组件。其中EXB841通过控制输入端电流来实现对IGBT的开通与关断，并且能够监测6脚电压以进行过流保护。当IGBT集电极电压过高时，该电路会自动降低栅射级间的电压实施慢速关闭操作，从而有效保护了IGBT。 为了确保IGBT可靠工作，在接线过程中需要注意一些细节问题：如缩短栅-射极驱动回路长度、使用双绞线减少干扰等。同时合理配置栅极串联电阻RG以平衡开关速度和误导通风险也很重要。另外，为防止电源电压变化影响到IGBT性能，应在电路中设置吸收电容。 M57959L与M57962L是两种专用于驱动IGBT的厚膜集成电路产品，它们采用双电源供电方式并能够输出负偏压信号；同时输入输出电平兼容TTL标准。这两种芯片都具备短路过载保护和封闭性短路保护功能，并适用于不同额定电流与电压等级的IGBT驱动需求。 M57959L的特点包括：使用光耦实现电气隔离、峰值输出电流大以及具有较短信号传输延迟时间等优点；其过流保护机制是通过检测IGBT饱和压降来实施软关断并发出故障信号。而M57962L则采用类似方法进行过流保护，同时在关闭过程中可以忽略输入控制指令以确保安全。 设计驱动电路时除了要考虑上述因素外还需要关注可靠性与抗干扰能力等问题；并且根据IGBT型号、电流需求及应用场景选择合适的驱动方案才能达到最佳效果。此外，在整个IGBT驱动系统中，有效的故障保护功能（如过流和短路保护）对于防止因异常状况导致的设备损坏至关重要。