几种用于IGBT驱动的集成芯片.doc

1、几种用于 IGBT 驱动的集成芯片2. 1 TLP250（ TOSHIBA 公 司 生 产 ）在 一 般 较 低 性 能 的 三 相 电 压 源 逆 变 器 中 ， 各 种 与 电 流 相 关 的 性 能 控 制 ， 通 过 检 测 直 流 母 线 上 流 入 逆 变 桥 的 直 流 电 流 即 可 ， 如 变 频 器 中 的 自 动 转 矩 补 偿 、 转 差 率 补 偿 等 。 同 时 ， 这 一 检 测 结 果 也 可 以 用 来 完 成 对 逆 变 单 元 中 IGBT 实 现 过 流 保 护 等 功 能 。 因 此 在 这 种 逆 变 器 中 ， 对 IGBT 驱 动 电 路 的 要

2、 求 相 对 比 较 简 单 ， 成 本 也 比 较 低 。 这 种 类 型 的 驱 动 芯 片 主 要 有 东 芝 公 司 生 产 的 TLP250， 夏 普 公 司 生 产 的 PC923 等 等 。 这 里 主 要 针 对 TLP250 做 一 介 绍 。TLP250 包 含 一 个 GaAlAs 光 发 射 二 极 管 和 一 个 集 成 光 探 测 器 ， 8 脚 双 列 封 装 结 构 。 适 合 于 IGBT 或 电 力 MOSFET 栅 极 驱 动 电 路 。 图 2 为 TLP250 的 内 部 结 构 简 图 ， 表 1 给 出 了 其 工 作 时 的 真 值 表 。TLP

3、250 的 典 型 特 征 如 下 ：1） 输入阈值电流（IF） ： 5 mA（ 最 大 ） ；2） 电源电流（ICC） ： 11 mA（ 最 大 ） ；3） 电源电压（VCC ） ： 10 35 V；4） 输出电流（IO） ： 0.5 A（ 最 小 ） ；5） 开关时间（tPLH /tPHL） ： 0.5 s（ 最 大 ） ；6） 隔离电压：2500 Vpms（最小） 。表 2 给出了 TLP250 的开关特性，表 3 给出了 TLP250 的推荐工作条件。注 ： 使 用 TLP250 时 应 在 管 脚 8 和 5 间 连 接 一 个 0.1 F 的 陶 瓷 电 容 来 稳 定 高 增 益

4、 线 性 放 大 器 的 工 作 ， 提 供 的 旁 路 作 用 失 效 会 损 坏 开 关 性 能 ， 电 容 和 光 耦 之 间 的 引 线 长 度 不 应 超 过 1 cm。图 3 和 图 4 给 出 了 TLP250 的 两 种 典 型 的 应 用 电 路 。 在 图 4 中 ， TR1 和 TR2 的 选 取 与 用 于 IGBT 驱 动 的 栅 极 电 阻 有 直 接 的 关 系 ， 例 如 ， 电源电压为 24V 时 ，TR1 和 TR2 的 Icmax 24/Rg。图 5 给 出 了 TLP250 驱 动 IGBT 时 ，1 200 V/200 A 的 IGBT 上电 流 的实

5、验波形 （ 50 A/10 s） 。 可 以 看 出 ， 由于 TLP250 不具备过流保护功能 ，当 IGBT 过流时，通过控制信号关 断 IGBT， IGBT 中 电 流 的 下 降 很 陡 ， 且 有 一 个 反 向 的 冲 击 。 这 将 会 产 生 很 大 的 di/dt 和 开 关 损 耗 ， 而 且 对 控 制 电 路 的 过 流 保 护 功 能 要 求 很 高 。TLP250 使 用 特 点 ：1） TLP250 输 出 电 流 较 小 ， 对 较 大 功 率 IGBT 实 施 驱 动 时 ， 需 要 外 加 功 率 放 大 电 路 。2） 由 于 流 过 IGBT 的 电 流

6、 是 通 过 其 它 电 路 检 测 来 完 成 的 ， 而 且 仅 仅 检 测 流 过 IGBT 的 电 流 ， 这 就 有 可 能 对 于 IGBT 的 使 用 效 率 产 生 一 定 的 影 响 ， 比 如 IGBT 在 安 全 工 作 区 时 ， 有 时 出 现 的 提 前 保 护 等 。3） 要 求 控 制 电 路 和 检 测 电 路 对 于 电 流 信 号 的 响 应 要 快 ， 一 般 由 过 电 流 发 生 到 IGBT 可 靠 关 断 应 在 10 s 以 内 完 成 。4） 当 过 电 流 发 生 时 ， TLP250 得 到 控 制 器 发 出 的 关 断 信 号 ， 对

7、 IGBT 的 栅 极 施 加 一 负 电 压 ， 使 IGBT 硬 关 断 。 这 种 主 电 路 的 dv/dt 比 正 常 开 关 状 态 下 大 了 许 多 ， 造 成 了 施 加 于 IGBT 两 端 的 电 压 升 高 很 多 ， 有 时 就 可 能 造 成 IGBT 的 击 穿 。2.2 EXB8Series（ FUJI ELECTRIC 公 司 生 产 ）随 着 有 些 电 气 设 备 对 三 相 逆 变 器 输 出 性 能 要 求 的 提 高 及 逆 变 器 本 身 的 原 因 ， 在 现 有 的 许 多 逆 变 器 中 ， 把 逆 变 单 元 IGBT 的 驱 动 与 保

8、护 和 主 电 路 电 流 的 检 测 分 别 由 不 同 的 电 路 来 完 成 。 这 种 驱 动 方 式 既 提 高 了 逆 变 器 的 性 能 ， 又 提 高 了 IGBT 的 工 作 效 率 ， 使 IGBT 更 好 地 在 安 全 工 作 区 工 作 。 这 类 芯 片 有 富 士 公 司 的 EXB8Series、 夏 普 公 司 的 PC929 等 。 在 这 里 ， 我 们 主 要 针 对 EXB8Series 做 一 介 绍 。EXB8Series 集 成 芯 片 是 一 种 专 用 于 IGBT 的 集 驱 动 、 保 护 等 功 能 于 一 体 的 复 合 集 成 电

9、路 。 广 泛 用 于 逆 变 器 和 电 机 驱 动 用 变 频 器 、 伺 服 电 机 驱 动 、 UPS、 感 应 加 热 和 电 焊 设 备 等 工 业 领 域 。 具 有 以 下 的 特 点 ：1） 不 同 的 系 列 （ 标 准 系 列 可 用 于 达 到 10 kHz 开 关 频 率 工 作 的 IGBT， 高 速 系 列 可 用 于 达 到 40 kHz 开 关 频 率 工 作 的 IGBT） 。2） 内 置 的 光 耦 可 隔 离 高 达 2 500 V/min 的 电 压 。3） 单 电 源 的 供 电 电 压 使 其 应 用 起 来 更 为 方 便 。4） 内 置 的 过

10、 流 保 护 功 能 使 得 IGBT 能 够 更 加 安全 地 工 作 。5） 具 有 过 流 检 测 输 出 信 号 。6） 单 列 直 插 式 封 装 使 得 其 具 有 高 密 度 的 安 装 方 式 。常 用 的 EXB8Series 主 要 有 ： 标 准 系 列 的 EXB850 和 EXB851， 高 速 系 列 的 EXB840 和 EXB841。 其 主 要 应 用 场 合 如 表 4 所 示 。 注 ： 1） 标 准 系 列 ： 驱 动 电 路 中 的 信 号 延 迟 4 s2） 高 速 系 列 ： 驱 动 电 路 中 的 信 号 延 迟 1.5 s图 6 给 出 了 E

11、XB8Series 的 功 能 方 框 图 。 表 5 给 出 了 EXB8Series 的 电 气 特 性 。 表 6 给出了 EXB8Series 工作时的推荐工作条件 。表 6 EXB8Series 工作时的推荐工作条 件 图 7 给 出 了 EXB8Series 的典型应用电路 。EXB8Series 使用不同的型号 ，可以达到驱动电流高 达 400 A，电压高达 1200 V 的各种 型号的 IGBT。由于驱动电路的信号延迟时间分为两种 ：标准型（EXB850、EXB851） 4s，高速型（ EXB840、 EXB841） 1 s， 所 以 标 准 型 的 IC 适用于频率高达 10

12、 kHz 的 开 关 操 作 ， 而 高 速 型 的 IC 适 用 于 频 率 高 达 40 kHz 的 开关操 作 。在 应 用 电 路 的 设 计 中， 应注意以下几个方面 的 问 题 ： IGBT 栅射 极 驱 动 电 路 接 线 必 须 小 于 1 m； IGBT 栅射 极 驱 动 电 路 接 线 应 为 双 绞 线 ； 如想在 IGB 集电极产生大的电压尖脉冲，那么增加 IGBT 栅极 串 联 电 阻 （ Rg） 即 可 ； 应 用 电 路 中 的 电 容 C1 和 C2 取 值 相 同 ， 对 于 EXB850 和 EXB840来 说 ， 取 值 为 33 F， 对 于 EXB85

13、1 和 EXB841 来 说 ， 取 值 为 47 F。 该 电 容 用 来 吸 收 由 电 源 接 线 阻 抗 而 引 起 的 供 电 电 压 变 化 。 它 不 是 电 源 滤 波 器 电 容 。EXB8Series 的 使 用 特 点 ：1） EXB8Series 的 驱 动 芯 片 是 通 过 检 测 IGBT 在 导 通 过 程 中 的 饱 和 压 降 Uce 来 实 施 对 IGBT 的 过 电 流 保 护 的 。 对 于 IGBT 的 过 电 流 处 理 完 全 由 驱 动 芯 片 自 身 完 成 ， 对 于 电 机 驱 动 用 的 三 相 逆 变 器 实 现 无 跳 闸 控 制

14、 有 较 大 的 帮 助 。2） EXB8Series 的 驱 动 芯 片 对 IGBT 过 电 流 保 护 的 处 理 采 用 了 软 关 断 方 式 ， 因 此 主 电 路 的 dv/dt 比 硬 关 断 时 小 了 许 多 ， 这 对 IGBT 的 使 用 较 为 有 利 ， 是 值 得 重 视 的 一 个 优 点 。3） EXB8Series 驱 动 芯 片 内 集 成 了 功 率 放 大 电 路 ， 这 在 一 定 程 度 上 提 高 了 驱 动 电 路 的 抗 干 扰 能 力 。4） EXB8Series 的 驱 动 芯 片 最 大 只 能 驱 动 1 200V /300 A 的

15、IGBT， 并 且 它 本 身 并 不 提 倡 外 加 功 率 放 大 电 路 ， 另 外 ， 从 图 7 中 可 以 看 出 ， 该 类 芯 片 为 单 电 源 供 电 ， IGBT 的 关 断 负 电 压 信 号 是 由 芯 片 内 部 产 生 的 5 V 信 号 ， 容 易 受 到 外 部 的 干 扰 。 因 此 对 于 300 A 以 上 的 IGBT 或 者 IGBT 并 联 时 ， 就 需 要 考 虑 别 的 驱 动 芯 片 ， 比 如 三 菱 公 司 的 M57962L 等 。图 8 给 出 了 EXB841 驱 动 IGBT 时 ， 过 电 流 情 况 下 的 实 验 波 形

16、。 可 以 看 出 ， 正 如 前 面 介 绍 过 的 ， 由 于 EXB8Series 芯 片 内 部 具 备 过 流 保 护 功 能 ， 当 IGBT 过 流 时 ， 采 用 了 软 关 断 方 式 关 断 IGBT， 所 以 IGBT 中 电 流 是 一 个 较 缓 的 斜 坡 下 降 ， 这 样 一 来 ， IGBT 关 断 时 的 di/dt 明 显 减 少 ， 这 在 一 定 程 度 上 减 小 了 对 控 制 电 路 的 过 流 保 护 性 能 的 要 求 。2. 3 M579Series（ MITSUBISHI 公 司 生 产 ）M579Series 是 日 本 三 菱 公 司

17、 为 IGBT 驱 动 提 供 的 一 种 IC 系 列 ， 表 7给 出 了 这 种 系 列 的 几 种 芯 片 的 基 本 应 用 特 性 （ 其 中 有 者 为 芯 片 内 部 含 有 Booster 电 路 ） 。在 M579Series 中 ， 以 M57962L 为 例 做 出 一 般 的 解 释 。 随 着 逆 变 器 功 率 的 增 大 和 结 构 的 复 杂 ， 驱 动 信 号 的 抗 干 扰 能 力 显 得 尤 为 重 要 ， 比 较 有 效 的 办 法 就 是 提 高 驱 动 信 号 关 断 IGBT 时 的 负 电 压 ， M57962L 的 负 电 源 是 外 加 的

18、 （ 这 点 和 EXB8Series 不 同 ） ， 所 以 实 现 起 来 比 较 方 便 。 它 的 功 能 框 图 和 图 6 所 示 的 EXB8Series 功 能 框 图 极 为 类 似 ， 在 此 不 再 赘 述 。 图 9 给 出 了 M57962L 在 驱 动 大 功 率 IGBT 模 块 时 的 典 型 电 路 图 。 在 这 种 电 路 中 ， NPN 和 PNP 构 成 的 电 压 提 升 电 路 选 用 快 速 晶 体 管 （ tf 200 ns） ， 并 且 要 有 足 够 的 电 流 增 益 以 承 载 需 要 的 电 流 。在 使 用 M57962L 驱 动

19、大 功 率 IGBT 模 块 时 ， 应 注 意 以 下 三 个 方 面 的 问 题 ：1） 驱 动 芯 片 的 最 大 输 出 电 流 峰 值 受 栅 极 电 阻 Rg 的 最 小 值 限 制 ， 例 如 ， 对 于 M57962L 来 说 ， Rg 的 允 许 值 在 5 左 右 ， 这 个 值 对 于 大 功 率 的 IGBT 来 说 高 了 一 些 ， 且 当 Rg 较 高 时 ， 会 引 起 IGBT 的 开 关 上 升 时 间 td(on)、 下 降 时 间 td(off)以 及 开 关 损 耗 的 增 大 ， 在 较 高 开 关 频 率 （ 5 kHz 以 上 ） 应 用 时 ，

20、 这 些 附 加 损 耗 是 不 可 接 受 的 。2） 即 便 是 这 些 附 加 损 耗 和 较 慢 的 开 关 时 间 可 以 被 接 受 ， 驱 动 电 路 的 功 耗 也 必 须 考 虑 ， 当 开 关 频 率 高 到 一 定 程 度 时 （ 高 于 14 kHz） ， 会 引 起 驱 动 芯 片 过 热 。3） 驱 动 电 路 缓 慢 的 关 断 会 使 大 功 率 IGBT 模 块 的 开 关 效 率 降 低 ， 这 是 因 为 大 功 率 IGBT 模 块 的 栅 极 寄 生 电 容 相 对 比 较 大 ， 而 驱 动 电 路 的 输 出 阻 抗 不 够 低 。 还 有 ， 驱

21、 动 电 路 缓 慢 的 关 断 还 会 使 大 功 率 IGBT 模 块 需 要 较 大 的 吸 收 电 容 。以 上 这 三 种 限 制 可 能 会 产 生 严 重 的 后 果 ， 但 通 过附 加 的 Booster电 路 都 可 以 加 以 克 服 ， 如 图 9 所 示 。 从 图 10（ a） 可 以 看 出 ， 在 IGBT 过 流 信 号 输 出 以 后 ， 门 极 电 压 会 以 一 个 缓 慢 的 斜 率 下 降 。 图 10（ b） 及 图 10（ c） 给 出 了 IGBT 短 路 时 的 软 关 断 过 程 （ 集 电 极 发 射 极 之 间 的 电 压 uCE 和

22、集 电 极 电 流 iC 的 软 关 断 波 形 ） 0 引言 随着电力电子技术朝着大功率、高频化、模块化发展，绝缘栅双极品体管(IGBT)已广泛应用于开关电源、变频器、电机控制以及要求快速、低损耗的领域中。IGBT 是复合全控型电压驱动式电力电子器件，兼有 MOSFET 和 GTR 的优点：输入阻抗高，驱动功率小，通态压降小，工作频率高和动态响应快。目前，市场上 5003000V，800l800A 的 IGBT，因其耐高压、功率大的特性，已成为大功率开关电源等电力电子装置的首选功率器件。 1 驱动保护电路的原则 由于是电压控制型器件，因此只要控制 ICBT 的栅极电压就可以使其开通或关断，并

23、且开通时维持比较低的通态压降。研究表明，IGBT 的安全工作区和开关特性随驱动电路的改变而变化。因此，为了保证 IGBT 可靠工作，驱动保护电路至关重要。 IGBT 驱动保护电路的原则如下。 (1)动态驱动能力强，能为栅极提供具有陡峭前后沿的驱动脉冲； (2)开通时能提供合适的正向栅极电压(1215V)，关断时可以提供足够的反向关断栅极电压(一 5V)； (3)尽可能少的输入输出延迟时间，以提高工作效率； (4)足够高的 输入输出电气隔离特性，使信号电路与栅极驱动电路绝缘； (5)出现短路、过流的情况下，具有灵敏的保护能力。 目前，在实际应用中，普遍使用驱动与保护功能合为一体的 IGBT 专用

24、的驱动模块。 2 集成驱动模块 为了解决 IGBT 的可靠驱动问题，世界上各厂家丌发出了众多的 IGBT 集成驱动模块。如日本富士公司的 EXB 系列，三菱电机公司的 M57 系列，三社电机公司的 GH 系列，美国国际整流器公司的 TR 系列，Unitrode 公司的 UC37 系列以及国产的 HL 系列。以下是几种典型的集成驱动模块。 2.1 EXB841 模块的分析 EX841 高速驱动模块为 15 脚单列直插式结构，采用高隔离电压光耦合器作为信号隔离，内部结构图如图 l 所示，其工作频率可达 40 kHz，可以驱动 400 M600 V 以内及 300 A/l200 V 的 IGBT 管

25、，其隔离电压可达 2500AC/min，工作电源为独立电源 201V，内部含有一 5V稳压电路，为 ICBT 的栅极提供+15V 的驱动电压，关断时提供一 5V 的偏置电压，使其可靠关断。当脚 15 和脚 14 有 10 mA 电流通过时，脚 3 输出高电平而使 IGBT 在 1s 内导通；而当脚 15 和脚 14 无电流通过时，脚 3 输出低电平使 IGBT 关断；若 ICBT 导通时因承受短路电流而退出饱和，Vce 迅速上升，脚 6 悬空，脚 3 电位在短路后约 35s 后才开始软降。 EXB841 典型应用图如图 2 所示，电容 C1、C2 用于吸收高频噪音。当脚 3 输出脉冲的同时，通

26、过快速二极管 D1 检测 IGBT 的 CE 间的电压。当 Vce7V 时，过流保护电流控制运算放大器，使其输出软关断信号，在 10s 内将脚 3 输出电平降为 O。因 EXB841 无过流自锁功能，所以外加过流保护电路，一旦产生过流，可通过外接光耦 TLP521 将过流保护信号输出，经过一定延时，以防止误动作和保证进行软关断，然后由触发器锁定，实现保护。 缺点：EXB84l 过流保护阀值过高，Vce7V 时动作，此时已远大于饱和压降；存在保护肓区；在实现止常关断时仅能提供一 5V 偏压，在开关频率较高、负载过大时，关断就显得不可靠；无过流保护自锁功能，在短路保护时其栅压的软关断过程被输入的关

27、断信号所打断。22 M57962L 模块的分析 M57962AL 是一种 14 脚单列直捕式结构的厚膜驱动模块，其内部结构图如图 3 所示。它由光耦合器、接口电路、检测电路、定时复位电路以及门关断电路组成，驱动功率大，町以驱动 600A/600V 及 400A/l200V 等系列 IGBT 模块。 M5796AL 具有高速的输入输出隔离，绝缘电压也可达到 AC 2500V/min；输入电平与 TTL电平兼容，适于单片机控制；内部有定时逻辑短路保护电路，同时具有延时保护特性；采用双电源供电方式，相对于 EXB84l 来说，虽然多使用一个电源但 IGBT 可以更可靠地通断。 典型应用图如图 4 所

28、示。当驱动信号通过脚 14 和脚 13 时，经过高速光耦隔离，由M57962AL 内置接口电路传输至功率放大极，在 M57962AL 的脚 5 产生+15V 开栅和一 10V 关栅电压，驱动 IGBT 通断。当脚 1 检测到电压为 7V 时，模块认定电路短路，立即通过光耦输出关断信号，使脚 5 输出低电平，从而将 IGBT 的 GE 两端置于负向偏置，可靠关断。同时，输出误差信号使故障输出端(脚 8)为低电平，从而驱动外接的保护电路工作。延时 23s 后，若检测到脚 13 为高电平，则 M57962AL 恢复工作。稳压管 DZ1 用于防止 D1 击穿而损坏M57962AL，Rg 为限流电阻，D

29、Z2 和 DZ3 起限幅作用，以确保可靠通断。 比较：与 EXB841 相比，M57962AL 需要双电源(+15V，一 1OV)供电，外周电路复杂。而正是因为 M57962AL 可输出一 10V 的偏压，使得 IGBT 可靠地关断；另外，M57962AL 具有过流保护自动闭锁功能，并且软关断时间可外部调节，而 EXB84l 的软关断时间无法调节。所以 M57962AL 较 EXB841 更安全、可靠。 2.3 HL402 模块的分析 HL402 是 17 脚单列直插式结构，内置有静电屏蔽层的高速光耦合器实现信号隔离，抗干扰能力强，响应速度快，隔离电压高。它具有对 IGBT 进行降栅压、软关断

30、双重保护功能，在软关断及降栅压的同时能输出报警信号，实现封锁脉冲或分断主回路的保护。它输出驱动电压幅值高，正向驱动电压可达 1517V，负向偏置电压可达 1012V，因而可用来直接驱动容量为 400A/600V 及 300A/1200V 以下的 IGBT。 HL402 结构图如图 5 所示。图 5 中，VL1 为带静电屏蔽的光耦合器，它用来实现与输入信号的隔离。由于它具有静电屏蔽，因而显著提高了 HL402 抗共模干扰的能力。图 5 中 U1为脉冲放大器，S1、S2 实现驱动脉冲功率放大，U2 为降栅压比较器，正常情况下由于脚 9输入的 IGBT 集电极电压 VCE 不高于 U2 的基准电压

31、VREF，U2 不翻转，S3 不导通，故从脚 17和脚 16 输入的驱动脉冲信号经 S2 整形后不被封锁。该驱动脉冲经 S2、S2 放大后提供给IGBT 使其导通或关断，一旦 IGBT 退饱和，则脚 9 输入集电极电压给 IGBT 使其导通或关断，并且脚 9 输入的集电极电压采样信号 VCE 高于 U2 的基准电压 VREF，比较器 U2 翻转输出高电平，使 S3 导通，由稳压管 DZ2 将驱动器输出的栅极电压 VGE 降低到 10V。此时，软关断定时器 U3 在降栅压比较器 U2 翻转达到设定的时间后，输出正电压使 S4 导通，将栅极电压软关断降到 IGBT 的栅射极门限电压，给 IGBT

32、提供一个负的驱动电压，保证 IGBT 可靠关断。HL402 典型应用图如图 6 所示。在实际电路中，C1、C2、C3、C4 需尽可能地靠近 H1402的脚 2、脚 l、脚 4 安装。为了避免高频耦合及电磁干扰，由 HL402 输出到被驱动 IGBT 栅射极的引线需要采用双绞线或同轴电缆屏蔽线，其引线长度不超过 1m。脚 9 和脚 13 接至 IGBT集电极的引线必须分开走，不得与栅极和发射极引线绞合，以免引起交叉干扰。光耦合器L1 可输入脉冲封锁信号，当 L1 导通时，HLA02 输出脉冲立即被封锁至-10V。光耦合器 L2 提供软关断报警信号，它在躯动器软关断的同时导通光耦合器 L3，提供降

33、栅压报警信号。使用中，通过调整电容器 C5、C6、C7 的值，可以将保护波形中的降栅压延迟时间、降栅压时间、软关断斜率时间调整至合适的值。在高频应用时，为了避免 IGBT 受到多次过电流冲击，可在光耦合器 L2 输出数次或 1 次报警信号后，将输入脚 16 和脚 17 间的信号封锁。 小结：以上三者中，M57962AL 和 HL402 都采用陶瓷基片黑色包装，EXB841 采用覆铜板黄色包装，由于陶瓷基片的散热性能和频率特性比覆铜板好，HL402 的负载能力和散热性能最好，加之合理的布局设计，在三者中的工作频率最高，保护功能最全，而 EXB841 和M57962AL 都没有降栅压保护功能。另外

34、，HL402 和 M57962AL 提供负偏压的稳压管，放于外部，既有灵活性又提高了可靠性，而 EXB841 的稳压管在内部，经常因稳压管的损坏而失效。因此，HL402 凭借其优越的性能可以弥补另外两者的缺陷。 24 GH-039 模块的分析 GH-039 采用单列直插式 12 脚封装，功耗低、工作中发热很小，可以高密度使用它采用单电源工作，内置高速光耦合器，带有软关断过流保护电路，过流保护除闭锁自身输出外，还给出供用户使用的同步输出端。它可以用来直接驱动 300A/600V 以下的 IGBT 模块。 其内部结构图如图 7 所示，工作原理与 EXB 和 M57 系列模块相类似，这里不再赘述。而

35、与 EXB 系列和 M57 系列的模块不同的是该模块已含有保护后发送报警或动作信号的光耦合器，所以使用中不需要像 EXB 和 M57 系列的模块外接光耦合器，因而更加方便，其性能比 EXB和 M57 系列的模块在保护性能上更加优越；在可靠性方面，由于 GH-039 是单电源供电，不能提供负偏压，从而导致 ICBT 不能可靠地关断。与 HL402 相比，CH-039 保护功能还不完善，它也同 EXB841 和 M57962AL 一样无降栅压保护。因此，GH-039 驱动模块也是有缺陷的。 GH-039 典型接线图如图 8 所示。工作电源 VCC 为 26V；为了保持电压稳定，滤波电容器应尽可能靠

36、近 GH 一 039 模块安装和使用，且其电容值不能小于 10F，并应选用高质量的电容；串入 GH-039 脚 12 与 ICBT 集电极之间的二极管 D1，应选超快速恢复二极管，并且要保证其反向耐压不低于 ICBT 的集电极与栅极之间的额定电压；为防止所连接的过流保护端子光电隔离器的误动作，应在 D1 与 GH 一 039 的脚 12 之间串入 100 的电阻；接于脚 lO 与脚 12 之间的 D2 选用超快速恢复二极管，其反向耐压可以低于 IGBT 的集射极间耐压。 25 其他驱动器 (1)IR 系列驱动器 IR 系列驱动器主要是为驱动桥臂电路而设计的，该芯片具有 14 脚，DIP 封装。

37、它具有过流保护和欠压保护功能，特别是它具有自举浮动电源大大简化了驱动电源的设计，只用一路电源即可驱动多个功率器件。其缺点是本身不能产生负偏压，当用于驱动桥式电路时，由于米勒效应的作用，在开通与关断时刻，容易在栅极上产生干扰，造成桥臂短路；另外 IR 系列驱动器采用了不隔离的驱动方式，在主电路的功率器件损坏时，高压可能直接串入驱动器件，致使驱动模块及前极电路损坏。 (2)UC37 系列驱动器 该系列驱动器一般由 UC3726 和 UC3727 两片芯片配对使用，其工作频率较高，但在两芯片之间需增加脉冲变压器，给电路的使用和设计带来 不便，因此该系列驱动器在我同并未得到推广。 3 结语 通过以上分

38、析比较，可得到如下结论。 (1)以上 6 个系列的驱动器均能实现对 IGBT 的驱动与保护； (2)EXB84l 外周电路简单，仅需单电源供电，是最早进入我国市场的 ICBT 驱动模块，技术成熟，应用广泛； (3)EXB841 与 M57962AL 在 IGBT 关断期间均能在栅极上施加负电压，进一步保证了 IGBT的可靠关断； (4)EXB841、M57962AL、GH 一 039 和 HL402 都是自身带有对 IGBT 进行退饱和及过流保护功能的 ICBT 驱动模块，且都是通过检测 IGBT 集射极间的电压来完成保护功能的。但EXB841、M57962AL、GH 一 039 在 ICBT 出现退饱和或过流时，仅可进行软关断的保护。而HL402 不但能进行软关断保护，还可进行降栅压保护。因此，HL402 是四者中保护功能最强，保护功能设计最合理和保护性能使用最方便的 IGBT 驱动器； (5)驱动相同个数的 IGBT 功率开关时，IR 系列所需工作电源最少，但不具有负偏压，容易造成桥臂短路，适用于小功率驱动场合。