IGBT常用的驅(qū)動(dòng)模塊有TLP250,以及EXB841/840系列的驅(qū)動(dòng)模塊。但在燃料電池城市客車DC/DC變換器的研制過程中發(fā)現(xiàn),由于車載DC/DC變換器常常工作在大功率或超大功率的狀態(tài)中,而處在這種狀態(tài)下的IGBT瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)電流大,要求可靠性要高,使得傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)不能滿足其使要求,經(jīng)過研究分析,選用瑞士CONCEPT公司生產(chǎn)的用于驅(qū)動(dòng)和保護(hù)IGBT或功率MOSFET的專用集成驅(qū)動(dòng)模塊2SD315A作為大功率IGBT(800A/1200V)的驅(qū)動(dòng)器件,該驅(qū)動(dòng)器集成了智能驅(qū)動(dòng)、自檢、狀態(tài)反饋、DC/DC電源及控制部分與功率部分完全隔離等功能于一體。經(jīng)過車載90kW DC/DC變換器實(shí)際道路工況運(yùn)行實(shí)驗(yàn)表明,效果良好。
IGBT的驅(qū)動(dòng)要求
IGBT的驅(qū)動(dòng)要求與其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性密切相關(guān),即柵極的正偏壓、負(fù)偏壓和柵極電阻的大小,對(duì)IGBT的通態(tài)電壓、開關(guān)時(shí)間、開關(guān)損耗、承受短路能力、開關(guān)管C、E極問電壓的變換率等都有不同程度的影響。其開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP晶體管提供基極電流,使IGBT導(dǎo)通。反之,加反向柵極電壓消除溝道,流過反向基極電流,使IGBT關(guān)斷。根據(jù)這樣的特性,針對(duì)它的驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該滿足:
·IGBT是電壓型驅(qū)動(dòng),具有2.5~5V的閾值電壓,有一個(gè)容性輸入阻抗,因此,IGBT對(duì)柵極電荷非常敏感,需要有一條低阻抗值的放電回路,即驅(qū)動(dòng)電路與IGBT的連線要盡量短。
·用內(nèi)阻小的驅(qū)動(dòng)源對(duì)柵極電容充放電,以保證柵極控制電壓Vge有足夠陡的前后沿,使IGBT的開關(guān)損耗盡量小。另外,IGBT開通后,柵極驅(qū)動(dòng)源應(yīng)能夠提供足夠的功率IGBT處于飽和狀態(tài),否則IGBT容易遭到損壞。
·當(dāng)驅(qū)動(dòng)電平+Vge增大時(shí),IGBT通態(tài)壓降和開關(guān)損耗均下降,但負(fù)載短路時(shí)的IC增
大,IGBT能承受短路電流的時(shí)間減小,對(duì)其安全不利。
·在關(guān)斷過程中,為盡快抽取PNP管的存儲(chǔ)電荷,須施加一負(fù)偏Vge,但它受IGBT的G、
E間最大反向耐壓限制。
·IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)簡(jiǎn)單實(shí)用,最好自身帶有對(duì)IGBT的保護(hù)功能,有較強(qiáng)的抗干
擾能力。
·由于IGBT在電力電子設(shè)備中多用于高壓場(chǎng)合,故驅(qū)動(dòng)電路與控制電路在電位上應(yīng)嚴(yán)
格隔離。