除了功率模塊以外


，每個電力電子係統都還有另外一個關鍵部件就是IGBTqudongdianlu，tamenshigonglvjingtiguanhekongzhiqizhijianfeichangzhongyaodejiekoudianlu。yinci
，xuanzeshidangdequdongdianlujiuhenibianqizhengtifangandekekaoxingjinmixiangguan。yucitongshi，qudongdianluhaiyinggaijubeizuiguangfandexitongshiyingxingheyonghujiekouyouhaoxing。

例如
，在一個電力電子逆變器中
，微控製器提供係統正確運行所需要的數字信號。IGBT驅動電路的功能就是將來自於微控製器的信號轉換成具有足夠功率的驅動信號
，來保證IGBT安全地關斷與開通。另一方麵
，IGBTqudongdianluweiweikongzhiqihegonglvjingtiguanzhijiandedianyatigongdianqigeli。weilezaixitongchuxianguzhangshigonglvmokuaidedaozhengqueheyouxiaodebaohu，baohugongnengyebeijichengdaoqudongdianluzhong。
因此用於IGBT功gong率lv模mo塊kuai上shang的de驅qu動dong電dian路lu必bi須xu能neng夠gou完wan成cheng門men極ji驅qu動dong和he模mo塊kuai保bao護hu功gong能neng。它ta們men還hai必bi須xu能neng為wei控kong製zhi部bu分fen和he功gong率lv半ban導dao體ti之zhi間jian提ti供gong電dian氣qi隔ge離li，並bing滿man足zu多duo種zhong不bu同tong型xing號haoIGBT的(de)驅(qu)動(dong)要(yao)求(qiu)。為(wei)了(le)滿(man)足(zu)上(shang)述(shu)要(yao)求(qiu)

，必(bi)須(xu)對(dui)現(xian)有(you)的(de)門(men)極(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)優(you)化(hua)。具(ju)體(ti)地(di)說(shuo)，就(jiu)是(shi)必(bi)須(xu)在(zai)諸(zhu)多(duo)因(yin)素(su)如(ru)功(gong)能(neng)，靈(ling)活(huo)性(xing)以(yi)及(ji)性(xing)價(jia)比(bi)之(zhi)間(jian)尋(xun)求(qiu)最(zui)優(you)平(ping)衡(heng)
，所(suo)幸(xing)的(de)是(shi)，在(zai)新(xin)的(de)門(men)極(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)SKYPER中我們做到了這一點。

結構
圖1是SKYPER驅動電路的原理框圖。該電路是一個半橋電路，它具備基本驅動電路所有的功能，如電勢隔離，保護功能如VCE監測，短脈衝抑製，欠壓監測以及死區時間。通過使用ASIC芯片以及基於基本驅動器功能的驅動器設計
，它需要的元器件比傳統的驅動電路要少得多。

電源隔離
電源隔離最重要的要求就是必須具有很高的隔離電壓和足夠高的dv/dt。通過從原邊到副邊使用pF級的小容量耦合電容就可以得到高的dv/dt。這也會減小在功率半導體開關轉換時由位移電流導致的信號發射幹擾。就逆變器而言，IGBT的快速開關會導致比較大的電壓階躍(高dv/dt值)。因此有必要考慮噪聲信號可能會影響到控製信號。這些噪聲信號可以通過電氣隔離器件的耦合電容到達控製係統。


在圖1所示的驅動核心電路中
，(副邊的)功率開關管與(原邊的)信號電路被磁性變壓器隔離，磁性變壓器還傳遞驅動信號
，驅動電流能量以及故障信號。這意味著驅動核心電路適用於電壓達1700V的IGBT。

使用信號變壓器(脈衝變壓器)不僅可以提供高質量的電氣隔離，它在原邊與副邊間還有很高的dv/dt(50kv/us)。與光耦構成的驅動電路不一樣的是
，信號變壓器可靠性好，號電路通道被互鎖，直到有複位脈衝對該電路進行複位。在IGBT退飽和監視中，必須考慮它的實時飽和電壓特征。在IGBT開通的最初幾個微秒，集電極－發射極電壓遠高於穩定後的VCEsat值。因此監測電路的響應特征在消隱時間內(圖4)必須與VCEsat特征圖一致。

如果驅動電壓下降比較大，則門極驅動與保護功能都將失效。而且功率晶體管不再完全受控。因為門極電壓比較低，IGBT將工作在線性區間。如果IGBT工gong作zuo在zai線xian性xing區qu間jian
，它ta的de損sun耗hao非fei常chang大da

，完wan全quan有you可ke能neng發fa生sheng熱re過guo載zai。為wei了le確que保bao門men極ji驅qu動dong電dian壓ya的de降jiang低di能neng夠gou被bei檢jian測ce到dao，驅qu動dong電dian壓ya也ye受shou到dao實shi時shi監jian測ce，一yi旦dan電dian壓ya異yi常chang
，則ze集ji成cheng的de故gu障zhang存cun儲chu器qi被bei置zhi位wei。至zhi於yu電dian路lu短duan路lu的de監jian測ce情qing況kuang，一yi旦dan發fa生sheng短duan路lu，則ze故gu障zhang存cun儲chu器qi既ji封feng鎖suo輸shu出chu電dian路lu的de輸shu入ru脈mai衝chong，也ye封feng鎖suo設she置zhi驅qu動dong電dian路lu故gu障zhang信xin號hao的de輸shu入ru脈mai衝chong。

為了避免橋臂發生短路
，在電壓源電路中同一橋臂的IGBT一定不能同時開通。因為有驅動電路產生的死區時間
，即使在輸入信號錯誤時

，兩路輸出也會被互鎖。

在zai上shang述shu標biao準zhun版ban本ben的de驅qu動dong核he心xin電dian路lu基ji礎chu上shang
，我wo們men還hai開kai發fa出chu一yi個ge增zeng強qiang版ban，它ta集ji成cheng了le其qi它ta一yi些xie功gong能neng如ru副fu邊bian故gu障zhang輸shu入ru以yi及ji加jia強qiang的de故gu障zhang管guan理li功gong能neng，而er且qie還hai加jia入ru了le軟ruan關guan斷duan技ji術shu以yi提ti高gao短duan路lu保bao護hu的de能neng力li。在zai發fa生sheng短duan路lu時shi
，該gai功gong能neng以yi比bi較jiao低di的de速su度du關guan斷duanIGBT，從而降低了直流母線電壓過衝，使IGBT適應更高的直流母線電壓。這也意味著可以提高最終的輸出功率。


連接情況
SKYPER驅動核心電路適合於通過焊接或接插件與PCB進行組裝
，能夠與多種IGBT模mo塊kuai進jin行xing匹pi配pei。通tong過guo盡jin可ke能neng地di優you化hua開kai關guan特te性xing
，在zai此ci基ji礎chu上shang開kai發fa出chu來lai的de解jie決jue方fang案an既ji具ju備bei標biao準zhun智zhi能neng功gong率lv模mo塊kuai的de通tong用yong功gong能neng，又you不bu失shi傳chuan統tong功gong率lv模mo塊kuai的de靈ling活huo性xing。靈ling活huo的de裝zhuang配pei設she計ji允yun許xu驅qu動dong電dian路lu直zhi接jie安an裝zhuang在zaiIGBT模塊上，而且這種連接使得IGBT模塊和驅動電路之間的連接線很短。因此這種驅動電路為電路設計者提供了帶電勢隔離和保護功能的簡單的門極驅動電路。SKYPER可被應用於如功率電子變換器等廣泛領域中。
參考文獻
1.  http://www.semikron.com
2.  Application Manual Power Modules, SEMIKRON International