IGBT驱动保护电路的分类

按照大功率igbt驱动保护电路能够完成的功能来分类，可以将大功率igbt驱动保护电路分为以下三种类型:单一功能型、多功能型、全功能型。
2.1　单一功能型
　　单一功能型的大功率igbt驱动保护电路一般是由光耦和功率缓冲器构成，如hcpl-3150 等，如图1所示。它将普通控制信号的ttl/cmos输入电平信号转变为正负十几伏的igbt门极驱动输出电平，正负电平的幅值取决于隔离电源。

图1　hcpl-3150原理框图及引脚示意图

　　工程师进行设计时可将它配上隔离电源电路、死区控制电路、逻辑处理电路、门极驱动电阻等，就可直接驱动igbt，形成最简单的大功率igbt驱动保护电路;也可以自己配上一些外围电路形成多功能型驱动器。
　　单一功能型的大功率igbt驱动保护电路的最大优点是应用灵活、成本较低。它既可以应用于诸如斩波、boost等需要单只igbt运行的主回路，也可以应用于由多只igbt组成的半桥、单相全桥、三相全桥等主回路。由于需要另配隔离电源电路、逻辑处理电路等，所以留给设计工程师的开发任务量大，这也是单一功能型的大功率igbt驱动保护电路的最大缺点。这里的逻辑处理电路一般是指上电顺序逻辑及各类保护处理等功能。
　　此外像hcpl-3150 等驱动器的驱动能力有限，一般都在3a以下，如果驱动600a以上的igbt就需要外接更大的功率缓冲电路或采取其它措施。
2.2　多功能型
　　多功能型的大功率igbt驱动保护电路除了提供直接驱动igbt的功能之外，还可以提供完善的保护功能，如hcpl-316j、 m57962等，如图2和图3所示，它们一般采用混合厚膜封装技术或者采用集成封装技术，可以直接兼容cmos/ttl电平。工程师进行设计时一般只需要配上隔离电源电路、死区控制电路、逻辑处理电路、门极驱动电阻等，就可以成为一个较为完整的大功率igbt驱动保护电路。
　　m57962、hcpl-316j等驱动器本身具有较完整的保护功能，集成度高。其最大的优点是使开发人员的工作得到简化，而且可靠性高，非常适于多路驱动的场合。但是由于它们的驱动能力也有限，如果驱动更高功率的igbt，也需要外接更大的功率缓冲电路。
m57962、hcpl-316j等驱动器一般提供软关断功能，在需要保护igbt退出过流、短路状态时，这个功能非常重要，它可以使igbt的npnp四层结构免于进入“可控硅栓锁”状态。此外像hcpl-316j等驱动器还具备欠压锁定保护功能，这大大简化了设计者的工作。
2.3　全功能型
　　全功能型的大功率igbt驱动保护电路除了具有各类完善的保护功能之外，还都无一例外地配置了dc/dc隔离电源，如2sd315ai(concept)、skypertmpro(semikron)、2ed300c17-s(eupec)等，如图4、图5和图6所示。都是目前国际上著名的全功能型驱动器。

图2　hcpl-316j原理框图及引脚示意图

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