IGBT驱动器要考虑什么因素

　　各种拓扑对IGBT驱动器的要求各不相同，比如：

　　两电平拓扑通常要求短路保护和过压保护即可。常用的短路保护方法又叫VCEsat或退保护监控；过压保护一般采用有源钳位。

　　对于三电平NPC1拓扑，IGBT在短路时刻的关断顺序非常重要：

　　1、必须先关外管，再关内管，否则内管IGBT会承受整个母线电压而损坏；

　　2、发生短路时，驱动器不应该自动关断IGBT，而应将故障报告给控制单元，由控制单元来确保正确的关管顺序；

　　3、只有内管IGBT采用有源钳位的情况下，才能忽略关管顺序，并允许驱动器自动关断IGBT。

　　而NPC2拓扑则没有关管顺序的要求。

　　NPC1和NPC2拓扑的共同特点是，在正常工作期间，相输出端U的电压相对于中性点N在+1/2DC和-1/2DC之间交变，即极性发生变化。这一特点对于在NPC2拓扑中N点和U点之间的IGBT形成双向开关特别有意义。

　　下图所示为当外部开关（此处未显示）分别导通和关断时内管IGBT获得的电压。图a中IGBT的集电极-发射极电压始终为正电压或零（理想化），因此，对于短路和过压保护，无特殊要求；但是，如果用RB-IGBT作双向开关，情况则不同，U点存在的交变电压要求修改经典的短路保护和过压保护威廉希尔官方网站 。否则，驱动器将会损坏，并最终损坏IGBT。

　　IGBT驱动器的考虑因素——过压保护功能：

　　IGBT的过压保护通常使用有源钳位威廉希尔官方网站 。（对于小功率应用，也可使用“两电平关断”或“软关断”之类的替代方案）。有源钳位能够可靠地抑制过压，其可驱动IGBT进入线性区从而降低di/dt。

　　图a为标准IGBT的有源钳位设置。TVS（D2…Dx）根据实际应用条件（例如，直流母线电压、IGBT的VCES等级）进行选择；二极管D1是避免电流从IGBT的门极流入集电极的必需元件，仅要求40V的阻断能力即可。

　　如果选择图b所示的带RB-IGBT的NPC2拓扑，则不能使用带单向TVS和低压二极管的典型有源钳位威廉希尔官方网站 。因为RB-IGBT两侧的电压将会根据开关状态改变极性。

　　只要相应IGBT集电极的极性为正，对应驱动器的TVS就可以阻断来自该驱动器的电压；但是，集电极的电压极性反转后，TVS就开始导通，整个集电极电位将会施加在低压二极管D1的阳极。此电压大约等于直流母线电压的一半，将导致IGBT驱动器及相关IGBT损坏。

　　解决方案1：如图c所示，全部使用双向TVS。

　　缺点：负电压“Max（C2）”有可能达到相当于双向TVS击穿电压的水平。这仍然会使二极管D1承受过高的反向电压。

　　因此不推荐这种方法，而推荐使用方案2。

　　解决方案2：将低压二极管D1替换成高压二极管。该高压二极管的阻断电压必须至少达到直流母线电压的一半。

　　请注意：除了阻断电压，还必须考虑二极管的爬电距离和电气间隙。在有些情况下，可能需要使用多个二极管串联。

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