IGBT模塊驅(qū)動設計及電路布局

1．IGBT模塊在三相電機驅(qū)動逆變器中的典型應用案例如下圖，主要包含了整流、IGBT主電路、驅(qū)動保護、PWM產(chǎn)生及控制電路，電流電壓反饋電路等。

2．IGBT驅(qū)動的柵極驅(qū)動設計

典型柵極驅(qū)動電路框圖，包括了光耦隔離、前置放大、后級推挽放大。對光耦要求高速、高共模抑制比。驅(qū)動電路輸出與IGBT端子間的距離必須盡量短。

采用集成驅(qū)動IC驅(qū)動

直接驅(qū)動，可驅(qū)動中小電流模塊

經(jīng)過一級放大后驅(qū)動(用來驅(qū)動大電流模塊)

2-1. 柵極驅(qū)動電壓VG

開通電壓(正電壓)：+VG= 15V (±10%)

關斷電壓(負偏壓)：-VG= 5~10V

2-2. 柵極電阻RG

推薦在所給的標準值(Min.)與10倍標準值(Max.)之間選擇。

2-3. 柵極驅(qū)動功率要求

驅(qū)動電流的峰值：

驅(qū)動電流的平均值：

其中，ΔVGE= VGE(on)+ |VGE(off)|

QG= 總柵極電荷

f = 開關頻率

驅(qū)動電路布線設計注意事項

1.電路布局必須盡量減少驅(qū)動器輸出級和IGBT之間的寄生電感，對應于保持下圖陰影中的回路面積盡量小。

2. 必須注意避免電源電路和控制電路之間的耦合噪聲，這可以通過合理布局柵極驅(qū)動板及柵極驅(qū)動電路的屏蔽來實現(xiàn)。

3.建議使用輔助發(fā)射極端子連接柵極驅(qū)動器。

4. 如果無法將驅(qū)動電路直接連接到IGBT控制端子，推薦采用雙絞線（最少每英寸3圈）或帶狀線纜。

5. 門極鉗位保護電路必須具有低電感的布局，須盡可能的靠近IGBT模塊的柵極-發(fā)射極控制端子。

6. 不要將印刷電路板走線彼此靠近，因為 IGBT 開關會使它們相互發(fā)生電位變化。高 dv/dt 會通過寄生電容耦合噪聲。如果這些走線的交叉或并行布線是不可避免的，請在兩者之間使用屏蔽層。

7. 寄生電容存在于高邊柵極驅(qū)動電路、高低側(cè)驅(qū)動電路及控制電路可能產(chǎn)生耦合噪聲的問題。電源變壓器繞組間的電容是另一個耦合噪聲源。應采取適當措施減少這些寄生電容。 8. 如果光耦用于高邊柵極驅(qū)動隔離，其瞬態(tài)共模抑制比應不小于10000V/uS。