在有些應用場景下,驅(qū)動要提供豐富的保護功能。首先,驅(qū)動器要長出一雙“眼睛”(故障檢測),觀察“電燈”(負載)或者“開關(guān)”(IGBT)運行是否正常。如果負載有異常,故障檢測立刻發(fā)送信號給“大腦”MCU,MCU發(fā)指令給IGBT驅(qū)動,IGBT驅(qū)動關(guān)閉功率器件,避免炸機。我們把具有保護功能的IGBT驅(qū)動IC稱為增強型驅(qū)動。IGBT驅(qū)動的保護功能包括欠壓關(guān)斷、短路保護、過壓保護、過溫保護、米勒鉗位、軟關(guān)斷等。
IGBT的開關(guān)時間應綜合考慮??焖匍_通和關(guān)斷有利于提高工作頻率,減小開關(guān)損耗。但在大電感負載下,IGBT的開頻率不宜過大,因為高速開斷和關(guān)斷會產(chǎn)生很高的尖峰電壓,及有可能造成IGBT自身或其他元件擊穿。
IGBT開通后,驅(qū)動電路應提供足夠的電壓、電流幅值,使IGBT在正常工作及過載情況下不致退出飽和而損壞。
采用光耦合器及CMOS 驅(qū)動IGBT,該電路自身帶過流保護功能,光耦合器將脈沖控制電路與驅(qū)動電路隔離,4011 的四個與非門并聯(lián)工作提高了驅(qū)動能力,互補晶體管V1、V2 降低驅(qū)動電路阻抗,通過R1、C1 與R2、C2 獲得不同的正、反向驅(qū)動電壓,以滿足各種IGBT 對柵極驅(qū)動電壓的要求。該電路由于受光耦合器傳輸速度的影響,其工作頻率不能太高,同時受4011 型CMOS電路工作電壓的限制,使+VGE 和-VGE 的幅值相互牽制,并受到限制。
在IGBT關(guān)斷期間,由于電路中其他部分的工作,會在柵極電路中產(chǎn)生一些高頻振蕩信號,這些信號輕則會使本該截止的IGBT處于微通狀態(tài),增加管子的功耗。重則將使調(diào)壓電路處于短路直通狀態(tài)。因此,給處于截止狀態(tài)的IGBT加一反向柵壓(幅值一般為5~15 V),使IGBT在柵極出現(xiàn)開關(guān)噪聲時仍能可靠截止。