一种大功率IGBT模块驱动电路设计

王佳军，陈息坤，顾隽楠，李睿莹，孙 泽

(上海大学 机电工程与自动化学院，上海 200444)

0 引 言

20世纪80年代中期出现了将绝缘栅型场效应管(MOSFET)和电力三极晶体管(BJT)通断机制相结合的新一代半导体电力开关器件——绝缘门极双极型晶体管(IGBT)。IGBT是一种复合器件，它的输入控制部分为MOSFET，输出级为BJT，因此具有高输入阻抗、电压控制、驱动功率小、开关速度快等优点[1]，近年来不断应用于新能源发电以及变频整流等领域。

目前，国内外各大公司已有大量对于IGBT及其驱动电路的相关研究设计[2-9]。为实现IGBT正确的导通关断以及功率电路的安全稳定运行，驱动电路的正确设计必不可少。驱动电路输入输出的延时以及驱动电压和驱动功率等性能对于IGBT能否正常工作有着密切的影响，不仅要实现功率器件正常开通关断，同时也需要可靠的保护电路以便于在故障状态下可靠地关闭系统。

德州仪器推出的多款隔离型栅极驱动器，如UC21270_Q1、UCC21273_Q1等，可以帮助设计师开发出体积更小的逆变器以及充电装置；瑞士CONCEPT公司的SCALE系列驱动器较为广泛地应用在大功率场合，其采用独创的专用集成电路驱动芯片组；德国英飞凌公司2ED020I12系列等在不同应用场景有着极高的可靠性和安全性[2]；安森美半导体的FOD3120是2.5 A输出电流门的驱动光电耦合器，采用飞兆半导体专有的共面封装技术，具有高抗干扰、高共模抑制的特点[11-12]；青铜剑公司的驱动器采用高可靠、高集成度的IGBT驱动技术，能安全可靠地驱动IGBT。这些国内外公司制造的驱动模块往往依据本公司产品研发设计，成本价格方面各有不同。……