变频电源中IGBT的驱动电路

    功率器件的不断发展，使得其驱动电路也在不断地发展，相继出现了许多专用的驱动集成电路。IGBT的触发和关断要求给其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压，栅极电压可由不同的驱动电路产生。当选择这些驱动电路时，必须基于以下的参数来进行：器件关断偏置的要求、栅极电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。图1-19为一典型的IGBT驱动电路原理示意图。因为IGBT栅极一发射极阻抗大，故可使用MOSFET驱动技术进行触发，不过由于IGBT的输入电容较MOSFET为大，故IGBT的关断偏压应该比许多MOSFET驱动电路提供的偏压更高。对IGBT驱动电路的一般要求：
    图1-19    典型的ICBT栅极驱动电路    (1)栅极驱动电压IGBT开通时，正向栅极电压的值应该足够令IGBT产生完全饱和，并使通态损耗减至最小，同时也应限制短路电流和它所带来的功率应力。在任何情况下，开通时的栅极驱动电压，应该在12~ 20V之间。当栅极电压为零时，IGBT处于断态。但是，为了保证IGBT在集电极一发射极电压上出现du/dt噪声时仍保持关断，必须在栅极上施加一个反向关断偏压，采用反向偏压还减少了关断损耗。反向偏压应该在-5~-15V之间。    (2)串联栅极电阻（RG）。选择适当的栅极串联电阻对IGBT栅极驱动相当重要。IGBT的开通和关断是通过栅极电路的充放电来实现的，因此栅极电阻值将对IGBT的动态特性产生极大的影响。数值较小的电阻使栅极电容的充放电较快，从而减小开关时间和开关损耗。所以，较小的栅极电阻增强了器件工作的耐固性（可避免du/dt带来的误导通），但与此同时，它只能承受较小的栅极噪声，并可能导致栅极一发射极电容和栅极驱动导线的寄生电感产生振荡。    (3)栅极驱动功率。IGBT要消耗来自栅极电源的功率，其功率受栅极驱动负、正偏置电压的差值△UCE、栅极总电荷QG和工作频率Fs的影响。电源的最大峰值电流IGPK为    ICPK=±(△UGE/RG)    电源的平均功率PAV为    PAV=△UGEQGFs