电磁搅拌器变频电源IGBT驱动电路设计和应用

汪亮，刘勇，李爱武，解苗，袁鹏，邹志强

（湖南中科电气股份有限公司，湖南岳阳 414000）

绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）是由双极型三极管（bipolar junc⁃tion transistor，BJT）和绝缘栅型场效应管（metal oxide semiconductor，MOS）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体开关器件，具有电流密度高、集电极-发射极之间耐压高、开关速度快和导通压降低等优点，在电磁搅拌器专用变频电源等电力电子领域得到广泛的应用[1]。IGBT作为电磁搅拌器专用变频电源逆变部分的主要器件，而IGBT 驱动电路作为控制电路和主电路功率器件之间的桥梁，是IGBT 可靠稳定工作的重要保障。为了能够更好地驱动大功率IGBT，国内学者采用了许多不同方法，目前普遍采用的IGBT 驱动方法有以下几种：1）以2SD315A 为核心的IGBT 驱动电路设计和应用，该模块具有驱动电路简单和驱动功率大的优点，但2SD315A 驱动核不具备软关断和有源嵌位功能，对于IGBT 在短路和过压等极端情况下不能起到很好的保护作用[2-5]；2）以2SC0435T 为核心的IGBT 驱动电路设计和应用，该模块尽管具有驱动功率大和有源钳位等特点，但该驱动模块不具备软关断功能以及没有引入“智能故障管理系统”，对短路保护、欠压保护、过压保护、过载保护等故障都以单一的形式表现，对故障种类没有区分不同表现形式[6-8]；3）以HC⁃PL-316J 门极驱动光耦合器为核心的IGBT 驱动电路设计和应用，该门极驱动光耦合器驱动功率小，一般应用在100 A 以下的IGBT 驱动上，对于驱动几百A 的大功率IGBT 时，一般采用多个IG⁃BT并联驱动的方式，这样大大增加控制部分和驱动电路部分的复杂性，而且HCPL-316J 门极驱动光耦合器需要两组独立的电源供电[9-10]。……