IGBT模塊驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及電路布局

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

2．IGBT驅(qū)動(dòng)的柵極驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

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

采用集成驅(qū)動(dòng)IC驅(qū)動(dòng)

直接驅(qū)動(dòng)，可驅(qū)動(dòng)中小電流模塊

經(jīng)過(guò)一級(jí)放大后驅(qū)動(dòng)(用來(lái)驅(qū)動(dòng)大電流模塊)

2-1. 柵極驅(qū)動(dòng)電壓VG

開通電壓(正電壓)：+VG= 15V (±10%)

關(guān)斷電壓(負(fù)偏壓)：-VG= 5~10V

2-2. 柵極電阻RG

推薦在所給的標(biāo)準(zhǔn)值(Min.)與10倍標(biāo)準(zhǔn)值(Max.)之間選擇。

2-3. 柵極驅(qū)動(dòng)功率要求

驅(qū)動(dòng)電流的峰值：

驅(qū)動(dòng)電流的平均值：

其中，ΔVGE= VGE(on)+ |VGE(off)|

QG= 總柵極電荷

f = 開關(guān)頻率

驅(qū)動(dòng)電路布線設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1.電路布局必須盡量減少驅(qū)動(dòng)器輸出級(jí)和IGBT之間的寄生電感，對(duì)應(yīng)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(guò)合理布局柵極驅(qū)動(dòng)板及柵極驅(qū)動(dòng)電路的屏蔽來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.建議使用輔助發(fā)射極端子連接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器。

4. 如果無(wú)法將驅(qū)動(dòng)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(hù)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?yàn)?IGBT 開關(guān)會(huì)使它們相互發(fā)生電位變化。高 dv/dt 會(huì)通過(guò)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(qǐng)?jiān)趦烧咧g使用屏蔽層。

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