森未IGBT设计驱动电路的基本要求以及过流保护方法

徐道洪

驱动电路的作用是将单片机输出的脉冲进行功率放大，以驱动IGBT，保证IGBT的可靠工作，驱动电路起着至关重要的作用，对IGBT设计驱动电路的基本要求：
1.提供适当的正向和反向输出电压，使IGBT可靠的开通和关断。
2.提供足够大的瞬态功率或瞬时电流，使IGBT能迅速建立栅控电场而导通。
3.尽可能小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性能，使信号电路与栅极驱动电路绝缘。
5.具有灵敏的过流保护能力。



  IGBT短路失效机理

IGBT负载短路下的几种后果：
（1）超过热极限：半导体的本征温度极限为250%，当结温超过本征温度，器件将丧失阻断能力，IGBT负载图短路时，由于短路电流时结温升高，一旦超过其热极限时，门级保护也相应失效。
（2）电流擎佳效应：正常工作电流下，IGB由于薄层电阻Rs很小，没有电流擎住现象，但在短路状态下,由于短路电流很大，当Rs上的压降高于0.7v时，使J1偏，产生电流擎住，门级便失去电压控制。
（3）关断过电压：为了抑制短路电流，当故障发生时，控制电路立即撤去正门级电压，将IGBT关断，短路电流相应下降.由于短路电流大，因此，关断中电流下降率很高，在布线电感中将感生很高的电压，尤其是在器件内封装引线电感上的这种感应电压很难却制，它将使器件有过电流查为关断过电压而失效。

IGBT过流保护方法
（1）减压法：是指在故障出现时，降低门级电压。由于短路电流比例于外加正门级电压Ug1，因此在故障时，可将正门级电压降低。
（2）切断脉冲方法：由于在过流时，Uce电压升高，我们利用检测集电极电压的方法来判断是否过流，如果流，就切断触发脉冲。同时尽量采用软关断方式，缓解短路电流的下降率，避免产生过电压造成对IGBT的损坏。
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