驱动电路的供电电源设计

图4-1为驱动电路的电源供应图。

1）除少数大功率变频器的驱动电路，采用独立电源供电外，大部分驱动电路的供电取自开关电源电路。因而驱动电路也是开关电源电路的一个负载电路之一，当驱动IC（或驱动IC后级功放电路）短路时，开关电源因负载过重会出现间歇振荡的故障现象。而开关电源的带负载能力不足时，也会令驱动电路频报OC故障，出现断相运行等现象，尤其当负供电（IGBT的截止电压）丢失和IGBT的触发回路处于开路状态时，极容易使IGBT模块炸裂！驱动电路与开关电源电路是密切关联的。

2）变频器的逆变功率电路是由6只IGBT构成，有人称其为三相逆变桥，每相电路由上、下臂IGBT组成。上三臂IGBT V1、V3、V5的驱动，因其IGBT的射极为三相输出端子U、V、W，不是同一电位点，驱动电路须采用由N1、N2、N33个开关变压器独立绕组提供的供电电源。而下三臂IGBT的驱动，因3只IGBT的射极共地（N），驱动电路可共用由N4绕组提供的供电电源。有的变频器电路，干脆采用了六路相隔离的供电电源，由开关变压器的6个绕组提供六组供电电源。但与变频器主电路连接后，还是形成了共N点。这为我们判断某电路是上臂IGBT还是下臂IGBT的驱动电路提供了测量依据。

3）普通单、双管IGBT模块或集成型逆变电路。因考虑到驱动信号的引线电感效应，和提高IGBT工作的可靠性，常采用正、负双电源供电模式；少数逆变功率电路，是采用IPM智能模块的，驱动电路与IGBT保护电路是集成于模块内部的，故驱动电路的电源便为单电源模式了，甚至只提供了一路驱动电源（如第3章所述东元300kW变频器的17V驱动供电）。

大部分变频器驱动电路的电源形式，都与图4-1所示电路相同或近似。由开关变压器二次绕组输出的交流电压，经整流滤波成直流电压后，往往又经限流电阻和稳压管组成的稳压电路，处理成正、负双电源，再供给驱动电路和后级逆变功率电路。严格的说，驱动电路接受的仍为22V左右的单电源供电，但驱动电路的输出电路与IGBT的输入电路构成了正、负双电源回路，IGBT和射极与电源0V端子是直接相通的，为等电位点。如果忽略驱动电路的输出内阻的话，相对于0V端子，驱动电路输出的是15V左右的正电压和-7.5V左右的负电压。在正电压输出时，IGBT受正向电激励电压的作用而开通，而在负电压输出期间，IG-BT受反向截止电压而截止。为提高电路的可靠性，在待机和停止状态，IGBT的G、E极间往往为栅负偏压所嵌位，以保障其处于可靠的截止状态下。

图4-1 驱动电路的电源供应图(www.xing528.com)

图4-2 驱动电路供电电源的基本类型

图4-2的3种电路，只是被稳压的对象不同，图4-2a所示电路将-7.5V稳压，图4-2b所示电路是将+15V稳压。但电路结构是相同的。开关电源二次绕组的输出电压，处于一个大的稳压控制环路中，如图4-2a所示电路中的+15V输出电压，虽未并接稳压二极管，但电压的稳定性仍有一定的保障。图4-2c所示电路中的正电压值为+18V，负电压值为-9V，比图4-2a、b电路稍高，对IGBT的控制电压要求，正向激励电压不低于12V，典型值为+15V，一般为15～18V；负截止偏压不低于-5V，典型值为-7.5V，一般为-10～-7.5V。

对驱动电路的检查，总是要配合对驱动电源的检测和对IGBT的检测。最终，当驱动电路形成一个完整的信号通路时（见图4-1），检测才具有决定性的意义。当脉冲输出端子呈开路状态（与IGBT相脱离后），检测驱动电路的输出是正常的（空载状态是正常的），却不能保证驱动电源的带负载能力是正常的。IGBT是电压控制型器件已成为公论和定论，但实际运行中仍具有电流控制和驱动特性，对驱动电路的电流输出能力，也有比较严格的要求。

驱动电路、开关电源电路和逆变输出电路三者在驱动电路的检修中，有着密切联系。当驱动电路故障时，必须同时检查这三种电路的工作状态。