IGBT 集成驱动模块的应用和优势

1.EXB系列驱动模块

（1）驱动模块的框图 如图2-49a所示。工作电源施加于②脚和⑨脚之间：②脚接+20V，⑨脚接0V。在②脚和⑨脚之间，又有一个由R₁和稳压管VS构成的稳压电路，稳压值为+5V，与①脚相接，并与IGBT的E极相接。③脚与由V₁和V₂组成的推挽电路的中间点相接，并接到IGBT的栅极G。⑥脚和IGBT的集电极C相接，用于进行过电流保护。

控制信号从⒂-⒁脚输入。

当⒂-⒁脚间有输入信号时，经放大后的A点为高电位，使V₁导通，V₂截止，②脚的工作电压经V₁到③脚，并输出到IGBT的栅极G，如虚线①所示，使G的电位为+20V。因为发射极E已经和①脚的+5V相接，所以，U_GE=+15V，IGBT饱和导通。

当-脚间的输入信号为0时，A点变成低电位，使V₁截止，V₂导通，③脚经V₂与电源的0V相接，如虚线②所示。对于IGBT来说，G为0V，E为+5V，U_GE=-5V。

IGBT的G、E间所得到的电压如图2-49b所示。

图2-49 EXB系列驱动模块

a）模块框图 b）输出电压

（2）驱动模块的放大 对驱动模块需要放大的原因说明如下：IGBT是电压控制型器件，G、E间的输入阻抗很大，吸收信号源的电流很小，所消耗的驱动功率也很小。但如前所述，在G、E间存在着结电容C_GE，也要吸收电流。容量越大的IGBT，C_GE也越大，所吸收的电流也越大。而驱动模块的输出电流常不足20mA（有的只有8mA），所以对大容量变频器的IGBT的驱动模块是需要进行放大的，图2-50中，在驱动模块的后面，又接入了由V₃和V₄组成的推挽电路，以进行功率放大。(www.xing528.com)

图2-50 驱动模块的放大

（3）驱动模块的短路保护 当电路发生过电流或短路故障时，如果通过电流检测后和基准值进行比较，再由CPU输出保护信号，将为时太晚。因此，过电流和短路保护必须由驱动电路迅速地直接进行保护。

如图2-51所示，在正常情况下，IGBT的饱和压降只有3V左右，二极管VD₁是导通的。

图2-51 驱动模块的短路保护

短路时，IGBT的C、E间的电压降将迅速上升至7V，⑥脚电位上升。这时：

运算放大器A₂的采样电压U_S将大于基准电压U_R，B点由高电位变成低电位。经整理电路整理后；一方面，将A点的电位转换成低电位，使IGBT迅速截止；另一方面，使⑤脚电位下降，通过光耦合器PC₂把相关信号送往CPU，使故障继电器动作，并显示故障代码。