IGBT驱动电路原理及保护电路

合集下载

IGBT驱动电路原理与保护电路

IGBT驱动电路原理与保护电路IGBT（Insulated-Gate Bipolar Transistor）驱动电路主要由三部分组成：信号隔离部分、驱动信号放大部分和保护电路。

信号隔离部分是将输入信号与输出信号进行隔离，防止输入信号中的噪声和干扰对输出信号产生影响。

常用的信号隔离方法有变压器隔离、光电隔离和互感器隔离等。

其中，光电隔离是最常用的方法之一，它通过输入端的光电耦合器将电信号转换成光信号，通过光电隔离再将光信号转换为电信号输出。

这样可以有效防止输入信号中的噪声和干扰对输出信号产生干扰，提高系统的稳定性和可靠性。

驱动信号放大部分是将输入信号进行放大，以驱动IGBT的门极电压，控制IGBT的导通和关断。

驱动信号放大部分一般采用功放电路，常用的放大器有晶体管放大器和运放放大器。

通过合理选择放大器的工作点和增益，可以将输入信号进行适当放大，提高系统的灵敏度和响应速度，以确保IGBT的正常工作。

保护电路是为了保护IGBT免受电路中的过电流、过电压等异常情况的损害而设计的。

保护电路一般包括过流保护、过压保护、过温保护和短路保护等功能。

过流保护通过在电路中增加电流传感器来检测电流的变化，一旦电流超过设定值就会触发保护，例如通过切断电源来防止IGBT损坏。

过压保护通过在电路中增加电压传感器来检测电压的变化，一旦电压超过设定值就会触发保护，例如通过切断电源来防止IGBT损坏。

过温保护通过在IGBT芯片上增加温度传感器来检测芯片温度的变化，一旦温度超过设定值就会触发保护，例如通过减小驱动信号的幅度来降低功耗和温度。

短路保护通过在电路中增加短路检测电路，一旦检测到短路就会触发保护，例如通过立即切断电源来防止IGBT损坏。

总之，IGBT驱动电路的原理是通过信号隔离部分将输入信号与输出信号进行隔离，通过驱动信号放大部分将输入信号进行放大，以驱动IGBT的门极电压，控制其导通和关断。

同时，通过保护电路对IGBT进行多重防护，保证其在电路异常情况下的正常工作，提高系统的可靠性和稳定性。

IGBT驱动电路设计与保护

IGBT驱动电路设计与保护IGBT驱动电路是一种用于驱动功率电子器件IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的电路，主要用于功率电子应用中的开关控制和保护。

IGBT驱动电路的设计和保护对于确保系统稳定和损坏防止非常重要。

本文将阐述IGBT驱动电路的设计和保护的重要性，并介绍一些常用的IGBT驱动电路设计和保护策略。

一、IGBT驱动电路设计的重要性IGBT是一种高压高电流开关设备，用于控制电流和电压的转换。

因此，IGBT驱动电路具有以下几个重要的设计考虑因素：1.提供足够的电流和电压：IGBT需要足够的电流和电压来确保快速而稳定的开关动作。

因此，驱动电路必须能够提供足够的电流和电压给IGBT。

2.控制IGBT的开关速度：IGBT的开关速度直接影响系统的动态响应和效率。

驱动电路设计必须能够准确控制IGBT的开关速度，以满足系统要求。

3.抵抗环境干扰：由于IGBT驱动电路通常工作在工业环境中，如电磁干扰、温度变化和振动等因素都会对电路的性能产生影响。

因此，设计的驱动电路必须具有足够的抗干扰能力。

二、IGBT驱动电路的设计策略以下是一些常用的IGBT驱动电路设计策略：1.确定驱动电源：根据所需要的电流和电压的大小，选择合适的电源。

一般来说，电源的输出电流应该比IGBT的工作电流大一些，以确保正常工作。

2.确定驱动信号：驱动信号的频率和幅度对于控制IGBT的开关速度非常重要。

根据需求，选择合适的驱动信号频率和幅度。

3.防止电源噪声：使用滤波电路来防止电源噪声对驱动电路的干扰。

滤波电路通常包括电源电容器和滤波电感器。

4.保证信号传输可靠性：使用合适的隔离电路和保护电路来确保信号传输的可靠性。

隔离电路可以防止由于地线干扰引起的信号失真，保护电路可以防止由于过电流和过压导致的IGBT损坏。

三、IGBT驱动电路的保护策略以下是一些常用的IGBT驱动电路保护策略：1.过电流保护：使用合适的过电流保护电路来保护IGBT免受过电流损害。

几种IGBT驱动电路的保护电路原理图

几种IGBT驱动电路的保护电路原理图第一种驱动电路EXB841/840EXB841工作原理如图1,当EXB841的14脚和15脚有10mA的电流流过1us以后IGBT 正常开通，VCE下降至3V左右，6脚电压被钳制在8V左右，由于VS1稳压值是13V,所以不会被击穿，V3不导通，E点的电位约为20V,二极管VD,截止，不影响V4和V5正常工作。

当14脚和15脚无电流流过，则V1和V2导通，V2的导通使V4截止、V5导通，IGBT 栅极电荷通过V5迅速放电，引脚3电位下降至0V,是IGBT 栅一射间承受5V左右的负偏压，IGBT可靠关断，同时VCE的迅速上升使引脚6悬空.C2的放电使得B点电位为0V,则V S1仍然不导通，后续电路不动作，IGBT正常关断。

如有过流发生，IGBT的V CE过大使得VD2截止，使得VS1击穿，V3导通，C4通过R7放电，D点电位下降，从而使IGBT的栅一射间的电压UGE降低,完成慢关断，实现对IGBT的保护。

由EXB841实现过流保护的过程可知，EXB841判定过电流的主要依据是6脚的电压，6脚的电压不仅与VCE 有关，还和二极管VD2的导通电压Vd有关。

典型接线方法如图2,使用时注意如下几点：a、IGBT栅-射极驱动回路往返接线不能太长(一般应该小于1m)，并且应该采用双绞线接法，防止干扰。

b、由于IGBT集电极产生较大的电压尖脉冲，增加IGBT栅极串联电阻RG有利于其安全工作。

但是栅极电阻RG不能太大也不能太小，如果RG增大，则开通关断时间延长，使得开通能耗增加;相反，如果RG太小，则使得di/dt增加，容易产生误导通。

c、图中电容C用来吸收由电源连接阻抗引起的供电电压变化，并不是电源的供电滤波电容，一般取值为47 F.d、6脚过电流保护取样信号连接端，通过快恢复二极管接IGBT集电极。

e、14、15接驱动信号，一般14脚接脉冲形成部分的地，15脚接输入信号的正端，15端的输入电流一般应该小于20mA,故在15脚前加限流电阻。

IGBT驱动保护电路

引言电阻焊是一种重要的焊接工艺，具有生产效率高、成本低、节省材料和易于自动化等特点。

中频直流逆变电阻焊接电源作为一种新型的控制电源，以其显著的高质低耗的特点成为电阻焊电源的发展方向。

IGBT是一种用MOS管来控制晶体管的电力电子器件,具有电压高、电流大、频率高、导通电阻小等特点。

但由于IGBT的耐过流能力与耐过压能力较差,一旦出现意外就容易损坏。

为此,必须对IGBT进行保护。

本文从实际应用出发,总结了过压、过流与过热保护的相关问题和各种保护方法,实用性强,应用效果好。

中频电阻焊机逆变电源【东莞市英络德数控科技有限公司】中频逆变直流电阻焊机的供电电源是由三相工频交流电源经整流电路和滤波电容转换成直流电源，再经由功率开关器件组成的逆变电路转换成中频方波电源，然后输入变压器降压后，经低管压降的大功率二极管整流成直流电源，供给焊机的电极，对工件进行焊接(见图1)。

控制电路部分由DSP和CPLD组成，DSP(TMS320LF2407A)产生的PWM波和检测信号、保护信号在CPLD (EPM7128S)里实现逻辑运算。

逆变器通常采用电流反馈实现PWM，以获得稳定的恒定电流输出。

电路原理和波形如图1所示。

图中U电源为电源电压，U初级为逆变器输出中频电压，变压器次级电流为I次级，控制PWM的脉宽可以控制I次级的大小。

逆变电路采用全桥结构，主要优点是主变压器工作效率高。

其主电路由4个IGBT和中频变压器组成，将直流电压转换成中频方波交流电压并送中频变压器，经降压整流滤波后输出。

电路的可靠来自IGBT的稳定运行。

保证IGBT在安全工作范围内并处于较好状态下，是提高整机可靠性的关键技术。

而对IGBT的保护，主要包括过电流保护、过电压保护和IGBT过热保护。

IGBT的保护措施IGBT的过电流保护IGBT大功率管通常只能承受10ms以下的短路电流，当IGBT遇到过流或短路时，若不加保护或保护不当，就会使IGBT损坏。

M57962AL是IGBT专用驱动模块，它采用双电源驱动结构，内部集成有2500 V 高隔离电压的光耦合器和过电流保护电路，以及过电流保护输出信号端子和与TTL电平相兼容的输入接口。

应用于风力发电的大功率IGBT驱动保护电路

应用于风力发电的大功率IGBT驱动保护电路随着风力发电技术的不断进步，越来越多的风力发电机被投入使用。

在风力发电中，IGBT（绝缘栅双极晶体管）被广泛应用于风力发电机的变频器中，用于控制电机的电能输出和风力发电的整个过程。

而大功率IGBT驱动保护电路则是保护这些IGBT的关键部分。

一、大功率IGBT驱动保护电路的意义大功率IGBT驱动保护电路是为了保护风力发电机变频器中的IGBT而设计的一种电路。

IGBT作为风力发电机变频器的核心部件，负责将电能转换成机械能，并进行不同频率、不同电压的输出。

在风力发电的过程中，变频器中的IGBT受到的电压和电流都是很大的，同时高频电源的电压也对IGBT产生了很大的压力，如果IGBT的运行不能被有效保护，就有可能会引起其烧毁或损坏，从而对风力发电机的正常运行产生不利影响。

因此，大功率IGBT驱动保护电路是非常必要的。

二、大功率IGBT驱动保护电路的基本原理大功率IGBT驱动保护电路的基本原理是在IGBT的驱动电路中加入过流、过压、过热等保护电路。

在系统的设计中，IGBT的故障通常是由于内部电热、电压电流等因素引起的，因此，大功率IGBT驱动保护电路需要在这些方面进行有效的保护。

（1）过流保护在变频器的运行过程中，IGBT受到电流冲击时，可能会产生较大的能量，引起其过热烧毁，因此，过流保护是很必要的。

对于系统中的IGBT，可以通过电流传感器进行测量，通过对电流大小的测量，在IGBT的驱动电路中加入保护电路，当电流大小超过一定的阀值时，保护电路就会起到保护作用。

（2）过压保护风力发电机的变频器在运行过程中，如果瞬间出现高电压，就很可能会对IGBT造成损伤。

因此，过压保护是非常必要的。

在大功率IGBT驱动保护电路中，可以使用Zener二极管或压敏电阻作为过压保护器件，当电压突然上升时，就会使得这些保护器件在短时间内短路，从而保护IGBT。

（3）过热保护IGBT的运行温度较高，通常需要对其进行过热保护。

IGBT高压大功率驱动和保护电路的应用及原理

IGBT高压大功率驱动和保护电路的应用及原理IGBT高压大功率驱动和保护电路的应用及原理通过对功率器件IGBT的工作特性分析、驱动要求和保护方法等讨论，介绍了的一种可驱动高压大功率IGBT的集成驱动模块HCPL-3I6J的应用关键词：IGBT；驱动保护电路；电源IGBT在以变频器及各类电源为代表的电力电子装置中得到了广泛应用。

IGBT集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体，具有电压控制、输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快和工作频率高等优点。

但是，IGBT和其它电力电子器件一样，其应用还依赖于电路条件和开关环境。

因此，IGBT 的驱动和保护电路是电路设计的难点和重点，是整个装置运行的关键环节。

为解决IGBT的可靠驱动问题，国外各IGBT生产厂家或从事IGBT应用的企业开发出了众多的IGBT驱动集成电路或模块，如国内常用的日本富士公司生产的EXB8系列，三菱电机公司生产的M579系列，美国IR公司生产的IR21系列等。

但是，EXB8系列、M579系列和IR21系列没有软关断和电源电压欠压保护功能，而惠普生产的HCLP一316J有过流保护、欠压保护和1GBT软关断的功能，且价格相对便宜，因此，本文将对其进行研究，并给出1700V，200～300A IGBT的驱动和保护电路。

1 IGBT的工作特性IGBT是一种电压型控制器件，它所需要的驱动电流与驱动功率非常小，可直接与模拟或数字功能块相接而不须加任何附加接口电路。

IGBT的导通与关断是由栅极电压UGE来控制的，当UGE大于开启电压UGE(th)时IGBT导通，当栅极和发射极间施加反向或不加信号时，IGBT被关断。

IGBT与普通晶体三极管一样，可工作在线性放大区、饱和区和截止区，其主要作为开关器件应用。

在驱动电路中主要研究IGBT的饱和导通和截止两个状态，使其开通上升沿和关断下降沿都比较陡峭。

2 IGBT驱动电路要求在设计IGBT驱动时必须注意以下几点。

IGBT驱动电路原理与保护电路

IGBT驱动电路原理与保护电路IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）驱动电路是一种用于控制和驱动IGBT器件的电路，用于将低功率信号转化为高功率信号，以实现对IGBT器件的控制。

IGBT驱动电路通常由输入电路、隔离电路、输出电路和保护电路组成。

下面将详细介绍IGBT驱动电路的原理和保护电路的作用。

IGBT驱动电路的主要工作原理是通过输入信号的变化来控制IGBT的通断，从而实现对高功率负载的控制。

IGBT驱动电路一般采用CMOS电路设计，以确保高噪声抑制和良好的电磁兼容性。

常见的IGBT驱动电路分为光耦隔离和变压器隔离两种。

光耦隔离驱动电路是将输入信号与输出信号通过光电耦合器隔离，在高功率环境下提供了良好的隔离和保护。

光电耦合器的输入端通常由输入信号发生器驱动，而输出端则连接到IGBT的控制极，实现信号的传输和控制。

光耦隔离驱动电路在功率轻载和带负载的情况下都能提供良好的电气隔离，提高了系统的可靠性和稳定性。

变压器隔离驱动电路是通过变压器来实现输入和输出信号的隔离。

输入信号通过变压器的一侧传输，然后通过变压器的另一侧连接到IGBT的控制极。

变压器隔离驱动电路具有较高的耐受电压和电流能力，并能抵御噪声和干扰的影响。

IGBT保护电路的作用：IGBT是一种高功率开关设备，在工作过程中容易受到电流过大、电压过高、温度过高等因素的影响，导致过热、短路甚至损坏。

因此，为了保护IGBT设备的正常工作和延长其使用寿命，需要在IGBT驱动电路中添加一些保护电路。

常见的IGBT保护电路包括过流保护、过压保护和过温保护。

过流保护电路通过检测IGBT芯片上的电流大小来保护器件的工作。

当电流超过预设值时，保护电路会通过切断电源或降低输入信号的方式来阻止过大电流通过IGBT。

这样可以防止IGBT芯片发生过热和失效。

过压保护电路通过监测IGBT器件上的电压来保护该器件的工作。

当电压超过正常工作范围时，保护电路会通过切断电源或降低输入信号的方式来阻止过高电压对IGBT芯片的损害。

IGBT的驱动电路原理与保护技术

IGBT的驱动电路原理与保护技术IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种用于高压高功率开关电路的半导体器件，结合了MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）的输入特性和BJT（Bipolar Junction Transistor）的输出特性。

IGBT的驱动电路原理与保护技术对于确保IGBT的正常工作和延长其寿命非常重要。

1.基本原理：驱动电路的主要目的是将控制信号转换成足够的电压和电流来控制IGBT的开关动作。

基本的驱动电路一般由一个发生器、一个驱动电流放大器以及一个隔离电压放大器组成。

2.发生器：发生器产生控制信号，控制IGBT的开关状态。

信号可以是脉冲信号，由微控制器或其他逻辑电路产生。

3.驱动电流放大器：驱动电流放大器用于放大脉冲信号，以提供足够的电流来控制IGBT。

其输出电流通常在几十毫安到几安之间。

4.隔离电压放大器：IGBT通常需要电隔离，以防止高电压干扰信号影响其正常工作。

隔离电压放大器用于将驱动信号从控制信号隔离，并提供相应的电压放大。

1.过流保护：IGBT的工作电流超过额定值时，可能会导致损坏。

因此，电路中应包含过流保护电路，可以通过电流传感器来监测电流，并在超过设定值时立即切断电源。

2.过温保护：IGBT在超过一定温度时可能会发生热失控，导致器件损坏。

因此，必须安装温度传感器来监测器件的温度，并在超过设定值时采取适当的措施，如降低输入信号或切断电源。

3.过压保护：当IGBT的工作电压超过额定值时，可能会引起击穿，导致器件损坏。

因此，在电路中需要安装过压保护电路，以确保电压不会超过允许的范围。

4.反馈电路：为了确保IGBT的正常工作，需要实时监测其输出电流和电压。

因此，反馈电路可以用来调整控制信号，以保持IGBT在安全范围内工作。

总之，IGBT的驱动电路原理和保护技术是确保IGBT正常工作和延长其寿命的关键。

IGBT的驱动电路原理与保护技术

IGBT的驱动电路原理与保护技术IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种功率MOSFET和普通异质结型二极管的复合封装元件，具有高电压承受能力和高输入阈值电压等特点。

IGBT广泛应用于电力电子领域，如变频器、电力传动系统和电力转换等方面。

为了确保IGBT能正常工作，需要设计合理的驱动电路和保护技术。

IGBT驱动电路的原理是将控制信号加在IGBT的栅极上，控制IGBT的导通和关断。

该电路主要由驱动电源、反馈电路、隔离电路和增益电路组成。

驱动电源：将直流电源或交流电源转换为待驱动的IGBT所需的驱动电压和电流。

常用的驱动电源有三相桥式整流电路和离线开关电源。

其中，三相桥式整流电路通过整流变压器将交流电源转换为直流电源，经由滤波电容后供给驱动电路；离线开关电源利用开关电源电路将交流电源转换为恒定的直流电源，再供给驱动电路。

反馈电路：用于检测IGBT的开关状态以及输出电流等参数信息。

常用的反馈电路有隔离放大器和反馈变压器。

隔离放大器通过光电转换和电隔离将输入信号转换为输出信号，并保证输入与输出之间的电气隔离，以确保安全性和稳定性。

反馈变压器是通过变压器将输出信号与输入信号进行隔离和耦合，达到反馈的目的。

隔离电路：用于隔离驱动电源和IGBT的主回路。

通过隔离电路可以避免驱动电源与主回路之间的相互影响，提高系统的稳定性和安全性。

常用的隔离电路有光耦隔离和磁耦隔离。

光耦隔离通过光电转换将输入信号转换为光信号，再由光耦合输出为等效电流信号，实现了输入与输出之间的电气隔离。

磁耦隔离通过变压器的电磁感应将输入信号耦合到输出端，实现输入与输出之间的电气隔离。

增益电路：用于提升输入信号的电平和电流，以满足IGBT的工作要求。

增益电路可以选择共射极放大器、共基极放大器或共集极放大器等。

对于IGBT来说，常用的增益电路是共射极放大器。

增益电路的设计需要考虑输入输出阻抗的匹配、功率损耗和响应速度等因素。

IGBT驱动原理

IGBT驱动原理目录一、简介二、工作原理三、技术现状四、测试方法五、选取方法简介：绝缘栅双极晶体管 IGBT 是第三代电力电子器件，安全工作,它集功率晶体管 GTR 和功率场效应管MOSFET 的优点于一身，具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高（10—40 kHz) 的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。

广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、 UPS 及逆变焊机当中。

IGBT 的驱动和保护是其应用中的关键技术。

1 IGBT 门极驱动要求1.1 栅极驱动电压因 IGBT 栅极 - 发射极阻抗大，故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动，但 IGBT 的输入电容较 MOSFET 大，所以 IGBT 的驱动偏压应比 MOSFET 驱动所需偏压强。

图 1 是一个典型的例子。

在+20 ℃情况下,实测 60 A ， 1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为 5 ～ 6 V ，在实际使用时，为获得最小导通压降,应选取Ugc ≥ (1.5 ～ 3）Uge(th） ,当 Uge 增加时，导通时集射电压 Uce 将减小，开通损耗随之减小,但在负载短路过程中 Uge 增加,集电极电流 Ic 也将随之增加，使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此 Ugc 的选择不应太大，这足以使 IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力（在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用 IGBT 时， +Uge 在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力）。

1。

2 对电源的要求对于全桥或半桥电路来说,上下管的驱动电源要相互隔离，由于 IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小,主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电,要求能提供较大的瞬时电流,要使 IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止 IGBT 关断时产生的 du/dt 误使 IGBT 导通，应加上一个 -5 V 的关栅电压，以确保其完全可靠的关断（过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿，一般为 -2 ～ 10 V 之间 ) .1。

IGBT驱动电路原理及保护电路

IGBT驱动电路原理及保护电路IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）驱动电路是一种用于驱动IGBT的电路，主要用于控制和保护IGBT。

IGBT是一种高性能功率半导体器件，广泛应用于各种功率电子设备中。

驱动信号发生器产生一个驱动信号，通常是一个脉冲信号，用于控制IGBT的开关状态。

信号放大器将驱动信号放大到足够的电压和电流，以满足IGBT的驱动要求。

保护电路用于监测IGBT的工作状态，并在故障发生时提供保护措施。

电源则为整个驱动电路提供所需的电能。

IGBT驱动电路的保护功能非常重要。

保护电路通常包括过流保护、过温保护、过压保护和短路保护等功能。

过流保护通过监测IGBT的输出电流来避免过大的电流损坏IGBT。

过温保护通过监测IGBT的温度来避免过热导致的损坏。

过压保护通过监测输入电压来避免过大的电压损坏IGBT。

短路保护通过监测IGBT的输出电压和电流来避免短路导致的损坏。

IGBT驱动电路还可以包括其他功能，如电流限制、反馈控制、隔离等。

电流限制功能可以限制IGBT的输出电流，以满足设备的需要。

反馈控制功能可以通过监测输出信号，并将反馈信号送回到驱动信号发生器中，实现对IGBT的精确控制。

隔离功能可以通过光耦等器件实现驱动信号和IGBT之间的电气隔离，提高系统的安全性和可靠性。

总之，IGBT驱动电路是用于驱动和保护IGBT的电路，通过控制IGBT的输入电流和电压来实现对其的开关操作。

保护电路是其重要组成部分，可以提供对IGBT的过流、过温、过压和短路等故障的保护。

IGBT驱动电路还可以包括其他功能，如电流限制、反馈控制和隔离等。

这些功能和保护措施都有助于提高IGBT的性能和可靠性，保护其免受损坏。

IGBT驱动电路原理及保护电路

驱动电路的作用是将单片机输出的脉冲进行功率放大,以驱动IGBT.保证IGBT 的可靠工作，驱动电路起着至关重要的作用，对IGBT驱动电路的基本要求如下:(1)提供适当的正向和反向输出也侄，使IGBT可靠的开通和关断。

(2)提供足够大的瞬态功率或瞬时曳垂，使IGBT能迅速建立栅控电场而导通。

(3)尽可能小的输入输出延迟时间，以提高工作效率。

(4)足够高的输入输出电气隔离性能，使信号电路与栅极驱动电路绝缘。

(5)具有灵敏的过流保护能力。

第一种驱动电路EXB841 /840EXB841工作原理如图1,当EXB841的14脚和15脚有10mA的电流流过1us 以后IGBT正常开通，VCE下降至3V左右，6脚电压被钳制在8V左右，由于VS1 稳压值是13V,所以不会被适丝，V3不导通，E点的电位约为20V,二极管VD,截止，不影响V4和V5正常壬瓦当14脚和15脚无电流流过，则V1和V2导通，V2的导通使V4截止、V5 导通，IGBT栅极电荷通过V5迅速放电，引脚3电位下降至0V,是IGBT栅一射间承受5V左右的负偏压,IGBT可靠关断，同时VCE的迅速上升使引脚6“悬空C2 的放电使得B点电位为0V,则VS1仍然不导通，后续电路不动作，IGBT正常关断。

如有过流发生，IGBT的VCE过大使得VD2截止，使得VS1击穿，V3导通, C4通过R7放电，D点电位下降，从而使IGBT的栅一射间的电压UGE降低，完成慢关断，实现对IGBT的保护。

由EXB841实现过流保护的过程可知，EXB841判定过电流的主要依据是6脚的电压，6脚的电压不仅与VCE有关，还和二极管VD2的导通电压Vd有关。

典型接线方法如图2,使用时注意如下几点：a、IGBT栅-射极驱动回路往返接线不能太长（一般应该小于1m）,并且应该采用双绞线接法，防止干扰。

b、由于IGBT集电极产生较大的电压尖脉冲，增加IGBT栅极串联电阻RG有利于其安全工作。

三种IGBT驱动电路和保护方法详解

三种IGBT驱动电路和保护方法详解IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种功率开关器件，具有高压能力和快速开关速度，广泛应用于各类电力电子设备中。

为了保证IGBT的正常工作和延长寿命，需要合理设计驱动电路和采取保护措施。

以下将详细介绍三种常见的IGBT驱动电路和保护方法。

1.全桥驱动电路：全桥驱动电路使用四个驱动器来控制IGBT的开关动作，通过驱动信号的控制确保IGBT的正确触发。

全桥驱动电路的优点是开关速度快、电流能力高、噪音抵抗能力强。

驱动信号的产生可以通过模拟电路或数字电路实现，后者具有更高的可靠性和精准性。

在全桥驱动电路中，还会配备隔离变压器，用于提供与主电源隔离的驱动信号。

保护方法：（1）过温保护：通过测量IGBT芯片的温度，一旦温度超过设定值，即切断IGBT的驱动信号，防止过热损坏。

（2）过流保护：通过监测IGBT输入电流，当电流超过额定值时，切断IGBT的驱动信号，避免损坏。

（3）过压保护：检测IGBT的输入电压，当电压超过设定值时，中断驱动信号，以防止损坏。

（4）过电压保护：通过监测IGBT的输出电压，当电压异常升高时，关闭IGBT的驱动信号，避免对后续电路造成损害。

（5）失控保护：当IGBT因为故障或其他原因丧失了晶体管功能时，立即中断其驱动信号，以保护设备安全。

2.半桥驱动电路：半桥驱动电路仅使用两个驱动器来控制一个IGBT的开关动作。

相比于全桥驱动电路，半桥驱动电路简化了驱动电路的设计，成本更低。

但由于只有单个驱动器来控制IGBT，因此其驱动能力和噪音抵抗能力相对较弱。

保护方法：半桥驱动电路的保护方法与全桥驱动电路类似，包括过温保护、过流保护、过压保护、过电压保护和失控保护等。

可以将这些保护方法集成在半桥驱动电路中，一旦触发保护条件，即切断驱动信号，以保护IGBT和其他电路设备。

3.隔离式驱动电路：隔离式驱动电路通过隔离变压器将主电源与IGBT的驱动信号分隔开，能够提高系统的稳定性和安全性。

感应加热电源IGBT驱动及保护电路设计

感应加热电源IGBT驱动及保护电路设计摘要本文以感应加热电源IGBT驱动及保护电路为研究对象，阐述感应加热电源的现状与发展趋势、感应加热电源的优点、应用和基本原理。

其中，IGBT（绝缘栅双极晶体管）是一种复合了功率场效应管和电力晶体管的优点而产生的一种新型复合器件,它同时具有MOSFET的高速开关及电压驱动特性和双极晶体管的低饱和电压特性，易实现较大电流的能力，既具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有通态电压低、耐压高和承受电流大的优点。

近年来IGBT成为电力电子领域中尤为瞩目的电力电子器件，并得到越来越广泛的应用。

本文分析了感应加热电源的总体结构和介绍了IGBT的基本结构、工作原理、驱动电路，同时简要概括了IGBT模块的选择方法和保护措施等，通过对IGBT的学习，来探讨IGBT在当代感应加热领域的广泛应用和发展前景。

关键词：感应加热电源，绝缘栅双极晶体管，IGBT驱动电路，IGBT保护电路。

Induction heating power IGBT drive and protective circuitdesignABSTRACTBased on the induction heating power IGBT drive and protection circuit as the research object, this paper present situation and the development trend of induction heating power supply, the advantages of induction heating power supply, the application and the basic principle. Among them, the IGBT (insulated gate bipolar transistor) is a kind of composite power field effect tube and the advantage of the power transistor and produce a new type of composite device, it also has a high-speed switching and voltage of the MOSFET drive characteristic and low of the bipolar transistor saturation voltage characteristic, easy to realize large current capacity, not only has high input impedance, working speed, good thermal stability and drive circuit, the advantages of simple and has a low voltage state, the advantages of high voltage and current under the big. In recent years the IGBT as power electronics is particularly outstanding in the field of power electronics, and get more and more widely used.This paper analyzes the overall structure of induction heating power supply, and introduces the basic structure, working principle of IGBT, drive circuit, and briefly summarizes the IGBT module selection method and protection measures, etc., through the study of IGBT, to explore the IGBT are widely used in the field of contemporary induction heating and development prospects.KEY WORDS: Induction heating power supply, insulated gate bipolar transistor, IGBT drive circuit, protection circuit for IGB目录前言 (1)第1章感应加热电源的原理 (2)1.1 感应加热电源的基本知识 (2)1.1.1感应加热电源的优点及应用 (2)1.1.2 感应加热电源的基本原理 (2)1.1.3感应加热中的三种效应和穿透深度 (2)1.2 感应加热电源发展现状及趋势 (3)1.2.1感应加热电源频率划分 (3)1.2.2国外高频感应加热电源发展现状 (3)1.2.3国内高频感应加热电源发展现状 (4)1.2.4感应加热电源的IGBT (4)1.3本文研究的内容及任务 (4)1.3.1课题主要研究内容 (4)1.3.2课题目的和要求 (5)第2章IGBT的基本结构和工作原理 (6)2.1 IGBT的工作特性 (6)2.1.1 IGBT的基本结构 (6)2.1.2 IGBT的工作原理 (8)2.1.3 IGBT的工作特性 (8)2.2 IGBT工作原理 (10)2.2.1 IGBT工作方法 (10)2.2.2 导通 (11)2.2.3关断 (11)2.2.4 阻断与闩锁 (12)2.3 英飞凌FZ400R12KS4 (12)2.4 IGBT驱动电路 (12)2.4.1分立元件驱动电路 (13)2.4.2光电耦合器驱动电路 (13)2.4.3脉冲变压器直接驱动IGBT的电路 (14)2.4.4专用集成驱动电路 (14)第3章IGBT的保护电路设计 (16)3. 1 IGBT过压保护电路 (16)3.1.1 IGBT栅极过压保护电路 (16)3.1.2 集电极与发射极间的过压保护电路 (17)3.1.3 直流过电压 (18)3.1.4 浪涌过电压 (18)3.1.5 IGBT开关过程中的过电压 (18)3.2 IGBT过流短路保护电路 (19)3.2.1 IGBT过流保护的分类 (19)3.2.2 过流保护检测电路 (20)3.2.3 过流和短路保护措施 (20)3.3 IGBT过热保护电路 (21)3.4 IGBT欠压保护电路 (22)第4章IGBT的驱动电路 (23)4.1 IGBT的驱动要求 (23)4.2 驱动电路的隔离方式 (23)4.2.1隔离的重要性： (23)4.2.2. 集成光电隔离驱动模块HCPL-316J (23)4.2.2器件特性 (24)4.4.3芯片管脚及其功能介绍 (24)4.4.4 内部逻辑电路结构分析 (26)4.5 IGBT驱动电路 (27)第5章辅助直流稳压电源 (29)5.1辅助直流稳压电源方案的选择 (29)5.2本次设计用的电源 (29)5.2.1 18伏, 15伏稳压电压电源 (29)5.2.2 ±12伏，±5伏双路稳压电源 (30)5.2.3 元器件选择及参数计算 (31)第6章功能仿真 (33)结论..................................................................... 错误!未定义书签。

IGBT驱动保护电路的设计和性能分析

IGBT驱动保护电路的设计和性能分析导言：功放电路是现代电子电路中的重要部分，它具有放大电能的功能。

不过，由于IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，隔离栅双极型晶体管）的特殊性质，其驱动电路设计必须考虑到保护电路的设计问题，保证IGBT运行的可靠性和安全性。

本文将详细介绍IGBT驱动保护电路的设计和性能分析。

一、IGBT驱动保护电路的设计1.UVLO是为了避免驱动电路在电源电压低于最低工作电压时失效。

其原理是在电源电压低于一定阈值时，电压比较器输出低电平，通过逻辑电路将IGBT的控制电压关闭，避免异常的驱动。

2.电源DC过压保护是为了防止IGBT在电源电压超过额定值时损坏。

一般采用电压比较器，当电源输入电压超过额定值时，比较器输出高电平，通过逻辑电路将IGBT的控制电压关闭。

3.电源DC过流保护是为了防止IGBT在电流超过额定值时过热损坏。

一般采用电流传感器对电流进行检测，当电流超过额定值时，传感器输出高电平，通过逻辑电路将IGBT的控制电压关闭。

可以选择恢复时间来控制保护的触发时间和延迟时间。

4.热保护是为了防止IGBT在温度过高时损坏。

可以采用热敏电阻或温度传感器来监测温度，当温度超过一定阈值时，通过逻辑电路将IGBT的控制电压关闭。

以上是IGBT驱动保护电路常用的保护功能，具体电路设计还需要考虑实际应用场景和对电路性能的要求。

二、IGBT驱动保护电路的性能分析1.保护触发时间：保护触发时间是指在保护条件满足时，保护电路能够及时启动保护动作的时间。

触发时间过长可能导致IGBT损坏。

因此，保护电路设计应尽量缩短触发时间，提高系统响应速度。

2.保护延迟时间：保护延迟时间是指在保护条件满足时，保护电路响应保护动作的时间。

正常情况下，IGBT驱动保护电路应尽量缩短延迟时间，减少IGBT受到异常电压或电流的影响。

但是，过小的延迟时间可能导致误触发保护，影响系统的正常工作。

IGBT驱动电路设计原理接线图

IGBT驱动电路设计原理接线图IGBT驱动电路设计原理接线图作者：德意志⼯业时间：2015-04-13 11:11IGBT驱动电路的作⽤IGBT驱动电路的作⽤是驱动IGBT模块以能让其正常⼯作，同时对IGBT模块进⾏保护。

IGBT 驱动电路的作⽤对整个IGBT构成的系统来说⾄关重要。

IGBT是电路的核⼼器件，它可在⾼压下导通，并在⼤电流下关断，在硬开关桥式电路中，功率器件IGBT能否正确可靠地使⽤起着⾄关重要的作⽤。

驱动电路就是将控制电路输出的PWM信号进⾏功率放⼤，以满⾜驱动IGBT的要求，驱动电路设计的是否合理直接关系到IGBT的安全、可靠使⽤。

IGBT驱动电路还为IGBT器件提供门极过压、短路保护、过流保护、过温保护、Vce过压保护（有源钳位）、门极⽋压保护，didt保护（短路过流保护的⼀种）。

IGBT驱动电路的设计1. 设计IGBT驱动电路需要考虑的性能参数1）IGBT在电路中承受的正反向峰值电压，可以由下⾯的公式导出：设计驱动电路时需要考虑到2-2.5倍的安全系数，可选IGBT的电压为1200V。

2）在电路中IGBT导通时需要承受的峰值电流，可以由下⾯的公式导出：2.IGBT驱动器的选择在实际电路中，栅极电阻的选择要考虑开关速度的要求和损耗的⼤⼩。

栅极电阻也不是越⼩越好，当栅极电阻很⼩时，IGBT的CE间电压尖峰过⼤栅极电阻很⼤时，⼜会增⼤开关损耗。

所以，选择IGBT驱动器时要在尖峰电压能够承受的范围内适当减⼩栅极电阻。

由于电路中的杂散电感会引起开关状态下电压和电流的尖峰和振铃，在实际的驱动电路中，连线要尽量短，并且驱动电路和吸收电路应布置在同⼀个PCB板上，同时在靠近IGBT的GE间加双向稳压管，以箝位引起的耦合到栅极的电压尖峰。

对于⼤功率IGBT，设计和选择驱动基于以下的参数要求：器件关断偏置、门极电荷、耐固性和电源情况等。

门极电路的正偏压VGE负偏压-VGE和门极电阻RG的⼤⼩，对IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路能⼒以及dv／dt电流等参数有不同程度的影响。

igbt驱动电路原理

igbt驱动电路原理IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常用的功率半导体器件，它结合了MOSFET的高输入电阻和GTR的大电流驱动能力，因此在现代电力电子领域得到了广泛的应用。

IGBT驱动电路是控制IGBT开关的重要组成部分，它的设计原理和工作特性对于整个电路的稳定性和性能有着重要的影响。

首先，IGBT驱动电路的原理是将控制信号转换成适合IGBT输入的电压和电流信号，从而实现对IGBT的精确控制。

在IGBT工作过程中，需要将其导通和关断，而这就需要通过驱动电路提供相应的电压和电流信号来控制IGBT的通断状态。

因此，IGBT驱动电路的设计需要考虑到IGBT的工作特性和参数，以确保驱动电路能够稳定可靠地控制IGBT的开关操作。

其次，IGBT驱动电路的设计需要考虑到IGBT的输入电容和输入电流的要求。

IGBT的输入电容较大，需要较大的电流来充放电，因此驱动电路需要具有较强的驱动能力，以确保在IGBT开关时能够提供足够的电流来充放电IGBT的输入电容。

同时，由于IGBT的输入电流较大，驱动电路需要具有足够的输出电流能力，以确保在IGBT开关时能够提供足够的电流来驱动IGBT的输入。

另外，IGBT驱动电路的设计还需要考虑到IGBT的工作频率和工作环境的影响。

IGBT的工作频率较高时，驱动电路需要具有较快的响应速度和较短的上升和下降时间，以确保能够及时有效地控制IGBT的开关操作。

同时，工作环境的温度和湿度等因素也会对驱动电路的稳定性和可靠性产生影响，因此驱动电路的设计需要考虑到这些因素，以确保在不同的工作环境下都能够正常工作。

综上所述，IGBT驱动电路的设计原理涉及到对IGBT的工作特性和参数的深入了解，以及对驱动电路的稳定性、可靠性和适应性的考虑。

只有在充分考虑到这些因素的基础上，才能设计出性能优良的IGBT驱动电路，从而确保整个电路的稳定性和性能。

因此，在实际工程中，需要根据具体的应用需求和工作环境的特点，结合IGBT的工作特性和参数，进行合理的驱动电路设计，以实现对IGBT 的精确控制和高效运行。

igbt 驱动原理

igbt 驱动原理IGBT驱动原理是指通过对IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）进行正确的电流和电压控制，实现其高效率和可靠性的工作。

IGBT是一种功率半导体器件，结合了MOSFET （Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）和BJT （Bipolar Junction Transistor）的优点，具有低开关损耗、大功率容量和高开关速度等特点，被广泛应用于交流传动、电力电子变换器和电机驱动等领域。

在IGBT驱动电路中，通常包括了一个驱动变压器、一个驱动电荷泵电路和一个驱动放大器。

其中驱动变压器用于隔离输入和输出，提供所需的电压和电流；驱动电荷泵电路通过电荷泵的工作原理，将输入电压进行升压处理，提供给IGBT的门极；驱动放大器用于放大输入信号，控制IGBT上的电流和电压。

具体来说，当输入信号切换到高电平时，驱动放大器会输出相应的信号，使得驱动电荷泵电路开始工作。

驱动电荷泵电路会根据输入信号的频率和幅值，在两组电容器间进行周期性的充放电操作，将输入电压升高到足够驱动IGBT门极的电压。

同时，驱动变压器会将输出信号的电压和电流放大，并隔离输入和输出。

当驱动电荷泵电路输出足够的电压到达IGBT的门极时，IGBT就会导通，形成低阻态，允许电流通过。

在导通状态下，IGBT的压降很小，功率损耗很小。

而当输入信号切换到低电平时，驱动放大器会输出相应的信号，使驱动电荷泵电路停止工作。

IGBT的门极电压会逐渐下降，从而使IGBT渐渐停止导通，形成高阻态，电流无法通过。

通过合理设计和控制IGBT驱动电路中的各个模块，可以实现对IGBT的精确控制，确保其正常工作和保护。

这样可以保证整个系统的高效率、稳定性和可靠性，提高功率转换的效果。

IGBT驱动的欠压保护电路及过流保护电路

IGBT驱动的欠压保护电路及过流保护电路作者：海飞乐技术时间：2017-06-19 14:321.欠压保护电路一般情况下，IGBT栅极电压V GE需要+15V才能使IGBT进入深饱和。

如果V GE低于10V时，IGBT将工作在线性区，并且很快因过热而被烧坏。

lGBT驱动要求电源电压为正电压不低于10V，负电压不低于-12V，一般欠压保护常用稳压管检测电源电压以保护IGBT。

欠压保护电路如图1所示，采用两只稳压值分别为12V和10V的稳压管Z1和Z2。

图1 欠压保护电路当正负电压均不欠压时，三极管Q6进入饱和导通，比较器LM193反向端电压被拉低，比较器正向电压由电阻分压得到，为5V左山。

所以比较器输出高电平，无欠压故障信号。

当正电压欠压时(低于10V)，10V稳压管Z2不能被击穿，使得Q6截止，比较器反向端电压升高，比较器输出低电平故障信号。

当负电压欠压时(低于-12V)，12V稳压管Z1阴极大于0，,使得Q6基极电压被拉低而截止，比较器也会输出电平故障信号。

2.过流保护电路通过对流保护检测及措施的研究，驱动电路采用如下过流保护电路：(1)采用饱和压降V CC(sat)检测法，来检测过流和短路情况，并且过流阈值可调，检测过流范围IGBT额定集电极电流1.2倍到10倍；(2)过流保护采用软关断的方法。

即检测到过流发生时，立即缓慢降低栅极电压，限制集电极电流继续上升，并软关断lGBT，经过固定延时后，再硬关断IGBT(此时软关断电路退出，保证故障情况下可靠关断IGBT)。

图2 过流保护电路图2所示为设计的过流保护电路。

其中RC_refA和PWM信号反向，与IGBT开通时，RC_refA变低，比较器正向端电压V ref由RCA端电压决定，其中通过改变RCA电阻和电容值，可以调节V ref大小以及参考时间长短(即电压下降时间)，V ref可调范围为0V-15V。

比较器反向端通过连接检测二极管来检测IGBT饱和压降，IGBT关断时检测的V ce(sat)上升到稳压管Z3电压10V。