【正文】 它具有對(duì) IGBT 進(jìn)行降柵壓、軟關(guān)斷雙重保護(hù)功能，在軟關(guān)斷及降柵壓的同時(shí)能輸出報(bào)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)封鎖脈沖或分?jǐn)嘀骰芈返谋Ｗo(hù)。它輸出驅(qū)動(dòng)電壓幅值高，正向驅(qū)動(dòng)電壓可達(dá) 15～ 17V，負(fù)向偏置電壓可達(dá) 10～ 12V，因而可用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)容量為 400A/600V 及 300A/1200V 以下的 IGBT。 HL402 結(jié)構(gòu)圖如圖 5 所示。圖 5 中， VL1 為帶靜電屏蔽的光耦合器，它用來(lái)實(shí)現(xiàn)與輸入信號(hào)的隔離。由于它具有靜電屏蔽，因而顯著提高了 HL402 抗共模干擾的能力。圖 5 中 U1 為脈沖放大器， S S2 實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)脈沖功率 放大， U2 為降柵壓比較器，正常情況下由于腳 9 輸入的IGBT 集電極電壓 VCE 不高于 U2 的基準(zhǔn)電壓 VREF， U2 不翻轉(zhuǎn)， S3 不導(dǎo)通，故從腳 17 和腳 16輸入的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)經(jīng) S2 整形后不被封鎖。該驅(qū)動(dòng)脈沖經(jīng) S S2 放大后提供給 IGBT 使其導(dǎo)通或關(guān)斷，一旦 IGBT 退飽和，則腳 9 輸入集電極電壓給 IGBT 使其導(dǎo)通或關(guān)斷，并且腳 9 輸入的集電極電壓采樣信號(hào) VCE 高于 U2 的基準(zhǔn)電壓 VREF，比較器 U2 翻轉(zhuǎn)輸出高電平，使 S3導(dǎo)通，由穩(wěn)壓管 DZ2 將驅(qū)動(dòng)器輸出的柵極電壓 VGE 降低到 10V。此時(shí)，軟關(guān)斷定時(shí)器 U3 在降柵壓比較器 U2 翻 轉(zhuǎn)達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，輸出正電壓使 S4 導(dǎo)通，將柵極電壓軟關(guān)斷降到 IGBT的柵射極門限電壓，給 IGBT 提供一個(gè)負(fù)的驅(qū)動(dòng)電壓，保證 IGBT 可靠關(guān)斷。 HL402 典型應(yīng)用圖如圖 6 所示。在實(shí)際電路中， C C C C4 需盡可能地靠近 H1402的腳 腳 l、腳 4 安裝。為了避免高頻耦合及電磁干擾，由 HL402 輸出到被驅(qū)動(dòng) IGBT 柵射極的引線需要采用雙絞線或同軸電纜屏蔽線，其引線長(zhǎng)度不超過(guò) 1m。腳 9 和腳 13 接至 IGBT集電極的引線必須分開(kāi)走，不得與柵極和發(fā)射極引線絞合，以免引起交叉干擾。光耦合器 L1可輸入脈沖封鎖信號(hào)，當(dāng) L1 導(dǎo)通時(shí)， HLA02 輸出脈沖立即被封鎖至 10V。光耦合器 L2 提供軟關(guān)斷報(bào)警信號(hào)，它在軀動(dòng)器軟關(guān)斷的同時(shí)導(dǎo)通光耦合器 L3，提供降柵壓報(bào)警信號(hào)。使用中，通過(guò)調(diào)整電容器 C C C7 的值，可以將保護(hù)波形中的降柵壓延遲時(shí)間、降柵壓時(shí)間、軟關(guān)斷斜率時(shí)間調(diào)整至合適的值。在高頻應(yīng)用時(shí)，為了避免 IGBT 受到多次過(guò)電流沖擊，可在光耦合器 L2 輸出數(shù)次或 1 次報(bào)警信號(hào)后，將輸入腳 16 和腳 17 間的信號(hào)封鎖。 小結(jié)：以上三者中， M57962AL 和 HL402 都采用陶瓷基片黑色包裝， EXB841 采用覆銅板黃色包裝，由于陶瓷基片的散熱性能和頻率特性比覆銅板好， HL402 的負(fù)載能力和散熱性能最好，加之 合理的布局設(shè)計(jì)，在三者中的工作頻率最高，保護(hù)功能最全，而 EXB841 和 M57962AL都沒(méi)有降柵壓保護(hù)功能。另外， HL402 和 M57962AL 提供負(fù)偏壓的穩(wěn)壓管，放于外部，既有靈活性又提高了可靠性，而 EXB841 的穩(wěn)壓管在內(nèi)部，經(jīng)常因穩(wěn)壓管的損壞而失效。因此， HL402憑借其優(yōu)越的性能可以彌補(bǔ)另外兩者的缺陷。 2． 4 GH039 模塊的分析 GH039 采用單列直插式 12 腳封裝，功耗低、工作中發(fā)熱很小，可以高密度使用它采用單電源工作，內(nèi)置高速光耦合器，帶有軟關(guān)斷過(guò)流保護(hù)電路，過(guò)流保護(hù)除閉鎖自身輸出外 ，還給出供用戶使用的同步輸出端。它可以用來(lái)直接驅(qū)動(dòng) 300A/600V 以下的 IGBT 模塊。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 7 所示，工作原理與 EXB 和 M57 系列模塊相類似，這里不再贅述。而與 EXB系列和 M57系列的模塊不同的是該模塊已含有保護(hù)后發(fā)送報(bào)警或動(dòng)作信號(hào)的光耦合器，所以使用中不需要像 EXB 和 M57 系列的模塊外接光耦合器，因而更加方便，其性能比 EXB 和M57 系列的模塊在保護(hù)性能上更加優(yōu)越；在可靠性方面，由于 GH039 是單電源供電，不能提供負(fù)偏壓，從而導(dǎo)致 ICBT 不能可靠地關(guān)斷。與 HL402 相比， CH039 保護(hù) 功能還不完善，它也同 EXB841 和 M57962AL 一樣無(wú)降柵壓保護(hù)。因此， GH039 驅(qū)動(dòng)模塊也是有缺陷的。 GH039 典型接線圖如圖 8 所示。工作電源 VCC 為 26V；為了保持電壓穩(wěn)定，濾波電容器應(yīng)盡可能靠近 GH 一 039 模塊安裝和使用，且其電容值不能小于 10μ F，并應(yīng)選用高質(zhì)量的電容；串入 GH039 腳 12 與 ICBT 集電極之間的二極管 D1，應(yīng)選超快速恢復(fù)二極管，并且要保證其反向耐壓不低于 ICBT 的集電極與柵極之間的額定電壓；為防止所連接的過(guò)流保護(hù)端子光電隔離器的誤動(dòng)作，應(yīng)在 D1 與 GH 一 039 的腳 12 之間串入 100Ω的電阻；接于腳 lO 與腳 12之間的 D2 選用超快速恢復(fù)二極管，其反向耐壓可以低于 IGBT 的集射極間耐壓。 2． 5 其他驅(qū)動(dòng)器 (1)IR 系列驅(qū)動(dòng)器 IR 系列驅(qū)動(dòng)器主要是為驅(qū)動(dòng)橋臂電路而設(shè)計(jì)的，該芯片具有 14 腳，DIP 封裝。它具有過(guò)流保護(hù)和欠壓保護(hù)功能，特別是它具有自舉浮動(dòng)電源大大簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)，只用一路電源即可驅(qū)動(dòng)多個(gè)功率器件。其缺點(diǎn)是本身不能產(chǎn)生負(fù)偏壓，當(dāng)用于驅(qū)動(dòng)橋式電路時(shí)，由于米勒效應(yīng)的作用，在開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)刻，容易在柵極上產(chǎn)生干擾，造成橋臂短路；另外 IR 系列驅(qū)動(dòng)器采用了不隔離的驅(qū)動(dòng)方式，在主電路的功率器件損壞時(shí)，高壓可能直接串入驅(qū)動(dòng)器件，致使驅(qū)動(dòng)模塊及前極電 路損壞。 (2)UC37 系列驅(qū)動(dòng)器 該系列驅(qū)動(dòng)器一般由 UC3726 和 UC3727 兩片芯片配對(duì)使用，其工作頻率較高，但在兩芯片之間需增加脈沖變壓器，給電路的使用和設(shè)計(jì)帶來(lái) 不便，因此該系列驅(qū)動(dòng)器在我同并未得到推廣。 3 結(jié)語(yǔ) 通過(guò)以上分析比較，可得到如下結(jié)論。 (1)以上 6 個(gè)系列的驅(qū)動(dòng)器均能實(shí)現(xiàn)對(duì) IGBT 的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)； (2)EXB84l 外周電路簡(jiǎn)單，僅需單電源供電，是最早進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的 ICBT 驅(qū)動(dòng)模塊，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛； (3)EXB841 與 M57962AL 在 IGBT 關(guān)斷期 間均能在柵極上施加負(fù)電壓，進(jìn)一步保證了 IGBT的可靠關(guān)斷； (4)EXB84 M57962AL、 GH 一 039 和 HL402 都是自身帶有對(duì) IGBT 進(jìn)行退飽和及過(guò)流保護(hù)功能的 ICBT 驅(qū)動(dòng)模塊，且都是通過(guò)檢測(cè) IGBT 集射極間的電壓來(lái)完成保護(hù)功能的。但 EXB84M57962AL、 GH 一 039 在 ICBT 出現(xiàn)退飽和或過(guò)流時(shí)，僅可進(jìn)行軟關(guān)斷的保護(hù)。而 HL402 不但能進(jìn)行軟關(guān)斷保護(hù)，還可進(jìn)行降柵壓保護(hù)。因此， HL402 是四者中保護(hù)功能最強(qiáng)，保護(hù)功能設(shè)計(jì)最合理和保護(hù)性能使用最方便的 IGBT 驅(qū)動(dòng)器； (5)驅(qū)動(dòng) 相同個(gè)數(shù)的 IGBT 功率開(kāi)關(guān)時(shí)， IR 系列所需工作電源最少，但不具有負(fù)偏壓，容易造成橋臂短路，適用于小功率驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。