IGBT驱动板简介.ppt

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1、课程目标通过本课程，1、以典型驱动板为例详细讲解驱动板的各项功能和基础知识。2、介绍常用IGBT驱动板的编号含义。3、驱动板使用时的注意事项。IGBT驱动板的基础知识驱动板作为控制系统与开关器件之间重要的中间环节，承担着接收控制系统控制指令、传输控制命令、确保开关器件IGBT执行正确的开关动作、保护开关器件以及回馈IGBT工作状态的任务。IGBT驱动板的基础知识为了实现驱动板的功能，驱动板一般由电源、信号接收、电位隔离、信号传输、驱动执行、器件保护、状态反馈等7大部分组成，现以常用的0435驱动板所用的0435驱动核为例，讲解各部分功能与实现的原理。IGBT驱动板的基础知识一、电源

2、分为两部分：一次侧电源、二次侧电源一次侧电源：上图蓝圈所示，控制系统或者开关电源，如PIB或者QP320，通过排线或者双绞线为控系统提供稳定的直流电，目前多为15V，以供控制板自身用电并通过变压器为二次侧（强电侧）提供电源。IGBT驱动板的基础知识二次侧电源：上图蓝圈所示，一次侧直流电源经过逆变，然后通过变压器为二次侧提供交流电，变压器二次侧的交流电通过整流桥以及滤波电容为二次侧提供稳定的直流电压，该直流电压一般在25-30V左右，即开通正压与关断负压的绝对值之和。电源的稳定是整个驱动板正常工作的基础。IGBT驱动板的基础知识对于0435驱动板，电源与信号传输被集成到了一个模块中，

3、信号传输通过电磁方式。而对于光纤驱动板，例如常用的1SD536F2或者1SP0635，电源与信号传输是分开的。例如上图中蓝圈所示为电源部分的变压器，而红圈所示部分为光纤传输用的光纤头。信号是通过光脉冲进行传输的。IGBT驱动板的基础知识二、信号接收上图中的蓝圈与红圈，0435驱动板是双通道驱动板，可以同时驱动两个或者两组并联IGBT，因此其信号接收端共有两个，分别对应两个或者两组并联的IGBT。这个端口负责接收控制系统发出的驱动信号，高电平代表开，低电平代表关，工作模式均为施密特触发方式，即仅响应开关的上升/下降的跳变沿，而不响应常高或者常低的状态。这一点在短路保护时有一定的作用。

4、IGBT驱动板的基础知识例如当IGBT发生短路后，驱动板锁定IGBT为关断状态，同时故障信号反馈给一次侧，对于0635这类光纤驱动板，其故障反馈时间与锁止时间较短，只有大概9μs，结束后驱动板正常工作，即使锁止结束时刻控制系统因为意外原因没有及时锁住驱动信号，而使得信号依然为常高，IGBT也不会开通，直到关断信号之后的下一个开通信号，如此可防止IGBT短时间内经历多次一类短路，导致炸机。IGBT驱动板的基础知识三、电位隔离由于一次侧与二次侧、不同的二次侧之间具有不同的电位，因此驱动板必须要具有可靠的电位隔离措施。电源通过隔离变压器进行隔离（蓝圈），不同的二次侧之间通过独立的变压器以

5、及充足的电气间隙与爬电距离进行隔离（红圈）。类似0435的电磁的信号传输方式，信号的电位隔离也是通过变压器（蓝圈），而类似1SD536F2之类的光纤驱动板，信号的隔离通过光信号（黄圈）实现。而对于电压更高的产品，例如3300V三电平，板载的隔离已经不满足需求了，因此需要配置专用的隔离模块。IGBT驱动板的基础知识四、信号传输途中蓝圈所示，控制系统的信号（跳变沿）被接收后，一次侧的芯片将接收到的信号通过变压器传递给二次侧进行执行。光纤类驱动板则是通过光纤中光信号的有无来传递IGBT驱动板的基础知识上两图为0435驱动板一次侧信号（2通道）的开关对应驱动板二次侧（1通道）的开关执行情况

6、。IGBT驱动板的基础知识五、驱动执行二次侧芯片在收到一次侧传递的开关信号（变压器或者光脉冲）之后，通过分别控制门极开通（GH）、关断（GL）引脚处的的Mosfet的开关来控制门极电压为电源高电平或者电源低电平，进而控制IGBT的开关动作。这也是二次侧电源电压与门极开关电压绝对值之和相等的原因。IGBT驱动板的基础知识六、器件保护保护功能主要是电源监控和短路保护，短路保护又分为一类和二类短路保护。电源保护功能针对的是电源欠压，当驱动板一次侧或者二次侧电源发生欠压时，故障信号通过状态反馈引脚或者光信号反馈给一次侧或者控制系统，直到欠压故障消失。IGBT驱动板的基础知识短路保护驱动板都

7、具有一类短路功能，当IGBT发生一类短路后，驱动板可以在不受到控制系统控制的情况下自行关断IGBT，及时保护IGBT防止因功耗过大（短路峰值损耗在兆瓦级）而损坏。IGBT驱动板的基础知识一类短路的特征为IGBT在开通后，通过IGBT的短路电流急速上升达到饱和电流（大概4-6倍额定电流，倍数受到温度影响），同时IGBT的CE电压达到母线电压，此时瞬时功耗极大，此为一类短路。出现的条件：某相的输出与+或者-极之间有一段极端的导线短路，或者某相的半桥击穿短路。这两种情况的同