现在,大电流高电压的 IGBT 已模块化,它的驱动电路除上面介绍的由分立元件构成之外,现在已制造出集成化的 IGBT 专用驱动电路。其性能更好,整机的可靠性更高及体积更小。

集成化驱动电路的构成及性能
下面以富士电机公司 EXB 系列驱动器为例加以介绍。 EXB850 ( 851 )为标准型(最大 10kHz 运行),其内部电路框图如图 2 - 65 。所示。 EXB840 ( 841 )是高速型(最大 40kHz 运行),其内部电路框图如图 2 - 65b 所示。它为直插式结构,额定参数和运行条件可参考其使用手册。
EXB 系列驱动器的各引脚功能如下:
脚 1 :连接用于反向偏置电源的滤波电容器;
脚 2 :电源( + 20V );
脚 3 :驱动输出;
脚 4 :用于连接外部电容器,以防止过流保护电路误动作(大多数场合不需要该电容器);
脚 5 :过流保护输出;
脚 6 :集电极电压监视;
脚 7 、 8 :不接;
脚 9 :电源;
脚 10 、 11 :不接;
脚 14 、 15 :驱动信号输入(一,+);
由于本系列驱动器采用具有高隔离电压的光耦合器作为信号隔离,因此能用于交流 3 80V 的动力设备上。
IGBT 通常只能承受 10us 的短路电流,所以必须有快速保护电路。 EXB 系列驱动器内设有电流保护电路,根据驱动信号与集电极之间的关系检测过电流,其检测电路如图 2 - 66 。所示。当集电极电压
高时,虽然加入信号也认为存在过电流,但是如果发生过电流,驱动器的低速切断电路就慢速关断 IGBT ( < loUs 的过流不响应),从而保证 1GBT 不被损坏。如果以正常速度切断过电流,集电极产生的电压尖脉冲足以破坏 IGBT ,关断时的集电极波形如图 2 - 6 6b 所示.
IGBT 在开关过程中需要一个十 15V 电压以获得低开启电压,还需要一个一 5V 关栅电压以防止关断时的误动作。这两种电压 (+ 15V 和一 5V )均可由 20v 供电的驱动器内部电路产生,如图 2--6 6C 所示。
EXB841 剖析
为了更好地应用 IGBT ,有关专家对 EXB841 作了解剖,经反复测试、整理,得到 EXB841 的原理图,如 图 2 - 67 所示。图中参数均为实际测得,引脚标号与实际封装完全相同。

EXB841 由放大部分、过流保护部分和 5V 电压基准部分组成。 放大部分由光耦合器 IS01 ( TLP550 )、 V2 、 V4 、 V5 和 R1 、 C1 、 R2 、 R9 组成,其中 IS01 起隔离作用, V2 是中间级, V4 和 V5 组成推挽输出。
过流保护部分由 V1 、 V3 、 VD6 、 VZI 和 C2 、 R3 、 R4 、 R5 、 R6 、
C3 、 R7 、 R8 、 C4 等组成。它们实现过流检测和延时保护功能。 EXB84l 的脚 6 通过快速二极管 VD7 接至 IGBT 的集电极,显然它是通过检测电压 Uce 的高低来判断是否发生短路。 5V 电压基准部分由 r10, VZ2 和 C5 组成,既为驱动 IGBT 提供一 5V 反偏压,同时也为输入光耦合器 IS01 提供副方电源。
