第二个功能模块是电气隔离模块,由两个传递信号的脉冲变压器和传递功率的电源变压器组成。防止功率驱动电路中大电流、高电压对一次侧信号的干扰。
第三个功能模块是驱动信号输出模块,IGD主要对信号变压器的信号进行解调和放大,对IGBT的短路和过流进行检测,并进行故障存储和短路保护。
2 IGBT驱动器设计
本文设计的IGBT驱动器主要由2SC0108T模块、前级驱动电路、后级功率驱动电路、故障信号调理电路构成,驱动器功能框图如图2所示。

图2 驱动器功能框图
由控制器产生的驱动信号A和B,经过前级驱动电路调理后,分别送入2SC0108T驱动信号端INA和INB,INA和INB分别控制IGBT模块的上桥臂和下桥臂。故障报警信号经信号调理电路输出。由于需要检测IGBT的过流、短路、二次侧电压等故障状态,以增强驱动信号的触发能力并改善IGBT的开关特性,设计了后级功率驱动电路。
2.1 工作模式
该驱动器有两种工作模式:直接模式和半桥模式。在直接模式下,两个通道之间相互独立,输入信号INA 控制通道1,输入信号INB控制通道2。在半桥模式下,输入信号INA为驱动信号,输入信号INB为使能信号。INB信号为低电平时, 封锁输出通道;INB 信号为高电平时, 使能输出通道。通过模式选择端(MOD)接地或对地接一个阻值在71K-182K之间的电阻来选择工作模式。半桥模式下, 死区时间Td可以通过MOD的电阻Rm的值来确定,其计算公式如下:
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式中Rm的值为73K-182K时,死区时间可以设置在0.5us-3.8us之间# 当Rm取150K时,IGBT栅极驱动信号死区时间经测试为2.99us与理论计算值2.84us基本相符。
Rb为调节阻断时间输入端,Tb端可以用一个对地电阻Rb来设置阻断时间,计算公式如下:
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式中Rb的值为71K-181K时,阻断时间可以设置在20ms-130ms之间,选择Rb为0Ω, 死区时间最小可以设为9us。Tb端不应悬空,可在Tb端接一个参考电压来设置阻断时间,其计算公式如下:
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式中, 参考电压Ub在1.42v-3.62v范围内时,可以设置在20ms-130ms之间。




