一种用于IGBT模块的新型半桥驱动电路.pdf

第37卷第11期Vol.37No.11
2007年11月WeldingMachineNov.2007Electric

一种用于IGBT模块的新型半桥
驱动电路

王富洲,张海南
(西北工业大学机电学院,陕西西安710072)
摘要:介绍了一种高性能、高压集成新型半桥IGBT驱动电路。该驱动模块内部集成两路独立驱动和独
特的故障“局域网”保护电路,驱动能力强,体积封装小,易于逆变器的小型化设计,并介绍了该驱动
模块在便携式柴油发电机逆变电源中的应用,讨论了设计中应注意的问题。实验结果证明,该驱动电路
结构简单,性能优越,能够实现对IGBT的可靠驱动和保护。
关键词:半桥驱动;IGBT;故障“局域网”;逆变电源
中图分类号:TG434.1;TM921.5文献标识码:A文章编号:1001-2303(2007)11-0049-04

Novelhalf-bridgedrivecircuitappliedinIGBTmodule
WANGFu-zhou,ZHANGHai-nan
(CollegeofMachineryandElectronicsEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,XiXan710072,China)

Abstract:Ahighperformanceandhighvoltagehalf-bridgenovelIGBTdrivercircuitisdescribedinthispaper.Themodule
integratesdualinsulateddrivingandspecialprotectioncircuits.Ithashighpush-pulldrivingcapability,bootstrappowersupply
technologyandiseasyforminiaturedesignofinverter.Thepaperalsointroducestheapplicationinportabledieselenginegenerator
inverteranddiscussessomeattentionitemsinpracticalapplication.Experimentalresultsshowthatthisdrivingmodulehasbetter
performanceandcanreliablydriveandprotectIGBT.
Keywords:half-bridgedriver;IGBT;faultlocalnetwork;inverter

0前言3120系列、IR公司早期IR2130S等等。其中,前三种驱
随着电力电子技术的飞速发展,特别是IGBT和动模块驱动能力强,对功率器件有过电流保护功能,
MOSFET等高频自关断元器件应用的日益广泛,驱但体积大、需要提供多路隔离电源,一般采用高频
动电路的设计就显得尤为重要。性能良好的驱动电反激式电源或者多路高压隔离DC-DC供电,造成功
路可使电力电子器件工作在比较理想的开关状态,率模块驱动电路设计复杂,增加了故障点,不利于小
缩短开关时间,降低开关损耗,实现对电力电子器型化设计,多用于中大功率IGBT驱动;IR2130S虽然
件的过电流保护,对功率变换器的效率、可靠性和体积小,采用自举供电,电源简单,但驱动能力小、
安全性具有重要意义[1-2]。无VCE(sat)检测保护功能,适合驱动电流为十几个
目前,国内外推出了针对IGBT的多种驱动模安培的IGBT,无法驱动电流大于50A的IGBT。IR公
块,如富士公司的EXB841、EXB850系列、三菱公司司推出的新型IGBT驱动集成芯片IR22141,采用自
的M57957～M57963系列、惠普公司的HCPL316J、举供电技术、驱动能力强、动态响应快、具有电源欠电
压及功率IGBT过电流软关断功能,简化了硬件电路
收稿日期:2007-06-16
基金项目:西北工业大学研究生创业种子基金资助项目(Z2设计,只需几个外围分立元件,就可直接驱动中大功
00617)率IGBT,是一种性能优异的新型驱动电路①。IR22141
作者简介:王富洲(1975—),男,陕西人,在读硕士,主要从事
体积封装小(SSOP-24),电源电路设计简单,仅需提
电机控制、电力电子技术的研究工作。
①IR22141应用手册,2003.供一路+15V电源,适合于小型便携式逆变器设计。

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研究与设计第37卷

1驱动模块及其在逆变电源中的应用关断。两步法驱动有效加速米勒电容充电,改善米勒
1.1IR22141驱动模块的功能特点效应对IGBT导通性能的影响,降低了功率器件开
通损耗;功率