一种大功率igbt软开关驱动电路

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1、第49卷第7期电力电子技术Vo1．49．No．72015年7月PowerElectroniesJuly2015一种大功率IGBT软开关驱动电路王亮亮1,2，杨媛，刘海锋，高勇1,2(1．西安理工大学，自动化与信息工程学院，陕西西安710048；2．西安工程大学，电子信息学院，陕西西安710048)摘要：针对单一阻值栅极驱动器的不足，分析了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开关特性。阐述了IGBT驱动电路的关键点。设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)多等级控制的大功率IGBT软开关驱动电路。最后通过双脉冲实验，分别对比了软开关驱

2、动和3．3Q，10n单一阻值驱动在控制IGBT开通和关断时的特性参数，验证了软开关驱动在某些特性参数方面具有明显的优越性。关键词：绝缘栅双极型晶体管；驱动器：软开关中图分类号：TN32文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)07—0079—04ASoftSwitchingDriverCircuitforHigh-powerIGBTWANGLiang—liang一，YANGYuan，LIUHal—feng，GAOYong’(1．Xi’帆UniversityofTechnology，Xi’帆710048，China)Abs

3、tract：Forshortcomingsofsingleresistorgatedriver，insulatedgatebipolartransistor(IGBT)switchingeharacteris-ticsisanalyzed，andthekeypointsofIGBTdirvercircuitiselaborated．Asoftswitchingdrivercircuitbasedoncom—plexprogrammablelogicdevice(CPLD)multi-levelcontmUedforhighpower

4、IGBTisdesigned．Fina~y，double—pulseexperimentiscarriedouttoverifythefunctionsofthecircuit．Bycontrastingthecharacteristicparametersofsoftswitchingdriver，3．3Q，l0QsingleresistancewhendrivingIGBTturn-onandturn—of，theadvantagesofsoftswitch·ingdriverisclearlyverified，whichinc

5、ludingsomecharacteristicparameters．Keywords：insulatedgatebipolartransistor；driver；softswitchingFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51477138)；OverallInnovationPro—jectofScienceandTechnologyPlanProjectofShaanxi(No．2013KTCQ01—26)1引言括可靠的

6、驱动功能及完善的故障检测及保护功能。传统的驱动电路都采用单一的固定栅极驱动功率半导体器件经4O余年发展，已有了长足电阻，不能兼顾开关损耗和电流变化率引起的电进展【l】。与其他电力电子器件相比，IGBT具有高可流、电压尖峰，且集成度低，调整参数复杂。靠性、驱动简单、保护容易、开关频率高、电压型驱针对以上不足。提出了一种基于CPLD的大动、驱动功率小、饱和压降低、可耐高电压大电流功率IGBT的多等级数字控制驱动器[4-51。该驱动等特点【。在汽车电子、消费电子、轨道交通、电力器包括，CPLD数字控制部分、多等级栅极驱动部领域、新能源等传

7、统和新兴领域得到了广泛应用。分、故障的检测及保护部分，主要对多等级栅极驱作为电力电子开关器件。IGBT工作于周期性动进行阐述，并通过实验验证其功能的优良性。开通关断状态之下．在开关过程中会产生非常大的开关损耗，不仅耗能且易使IGBT发热，影响其2开关特性分析使用寿命。与IGBT并行发展的是其驱动器，它是IGBT模块由于其特殊的器件结构决定了其功率器件和控制信号之间非常重要的接口电路，特殊的开关特性。可将开通过程和关断过程各细在IGBT正常工作中举足轻重【，1。IGBT驱动器应包分为4个过程[6]，如图1所示。IGBT开通过程：①～t

8、：从负压上升到过程中，，无变化；②。～t2：从上升到米基金项目：国家自然科学基金(51477138)；陕西省科技统筹创新工程计划项目(2013KTCQ01-26)勒平台电压，，c以很快的速度上升，过高的d／定稿日期：2015—03—2