注：1）标准系列：驱动电路中的信号延迟≤4μs
2）高速系列：驱动电路中的信号延迟≤1.5μs
图6给出了EXB8..Series的功能方框图。
表5给出了EXB8..Series的电气特性。
表6给出了EXB8..Series工作时的推荐工作条件。表6EXB8..Series工作时的推荐工作条件
图7给出了EXB8..Series的典型应用电路。
EXB8..Series使用不同的型号，可以达到驱动电流高达400A，电压高达1200V的各种型号的IGBT。由于驱动电路的信号延迟时间分为两种：标准型（EXB850、EXB851）≤4μs，高速型（EXB840、EXB841）≤1μs，所以标准型的IC适用于频率高达10kHz的开关操作，而高速型的IC适用于频率高达40kHz的开关操作。在应用电路的设计中，应注意以下几个方面的问题：
——IGBT栅射极驱动电路接线必须小于1m；
——IGBT栅射极驱动电路接线应为双绞线；
——如想在IGBT集电极产生大的电压尖脉冲，那么增加IGBT栅极串联电阻（Rg）即可；
——应用电路中的电容C1和C2取值相同，对于EXB850和EXB840来说，取值为33μF，对于EXB851和EXB841来说，取值为47μF。该电容用来吸收由电源接线阻抗而引起的供电电压变化。它不是电源滤波器电容。
EXB8..Series的使用特点：
1）EXB8..Series的驱动芯片是通过检测IGBT在导通过程中的饱和压降Uce来实施对IGBT的过电流保护的。对于IGBT的过电流处理完全由驱动芯片自身完成，对于电机驱动用的三相逆变器实现无跳闸控制有较大的帮助。
2）EXB8..Series的驱动芯片对IGBT过电流保护的处理采用了软关断方式，因此主电路的dv/dt比硬关断时小了许多，这对IGBT的使用较为有利，是值得重视的一个优点。
3）EXB8..Series驱动芯片内集成了功率放大电路，这在一定程度上提高了驱动电路的抗干扰能力。
4）EXB8..Series的驱动芯片最大只能驱动1200V/300A的IGBT，并且它本身并不提倡外加功率放大电路，另外，从图7中可以看出，该类芯片为单电源供电，IGBT的关断负电压信号是由芯片内部产生的－5V信号，容易受到外部的干扰。因此对于300A以上的IGBT或者IGBT并联时，就需要考虑别的驱动芯片，比如三菱公司的M57962L等。
图8给出了EXB841驱动IGBT时，过电流情况下的实验波形。可以看出，正如前面介绍过的，由于EXB8..Series芯片内部具备过流保护功能，当IGBT过流时，采用了软关断方式关断IGBT，所以IGBT中电流是一个较缓的斜坡下降，这样一来，IGBT关断时的di/dt明显减少，这在一定程度上减小了对控制电路的过流保护性能的要求。
2.3M579..Series（MITSUBISHI公司生产）
M579..Series是日本三菱公司为IGBT驱动提供的一种IC系列，表7给出了这种系列的几种芯片的基本应用特性（其中有＊者为芯片内部含有Booster电路）。
在M579..Series中，以M57962L为例做出一般的解释。随着逆变器功率的增大和结构的复杂，驱动信号的抗干扰能力显得尤为重要，比较有效的办法就是提高驱动信号关断IGBT时的负电压，M57962L的负电源是外加的（这点和EXB8..Series不同），所以实现起来比较方便。它的功能框图和图6所示的EXB8..Series功能框图极为类似，在此不再赘述。图9给出了M57962L在驱动大功率IGBT模块时的典型电路图。在这种电路中，NPN和PNP构成的电压提升电路选用快速晶体管（tf≤200ns），并且要有足够的电流增益以承载需要的电流。
在使用M57962L驱动大功率IGBT模块时，应注意以下三个方面的问题：
1）驱动芯片的最大输出电流峰值受栅极电阻Rg的最小值限制，例如，对于M57962L来说，Rg的允许值在5Ω左右，这个值对于大功率的IGBT来说高了一些，且当Rg较高时，会引起IGBT的开关上升时间td(on)、下降时间td(off)以及开关损耗的增大，在较高开关频率（5kHz以上）应用时，这些附加损耗是不可接受的。
2）即便是这些附加损耗和较慢的开关时间可以被接受，驱动电路的功耗也必须考虑，当开关频率高到一定程度时（高于14kHz），会引起驱动芯片过热。
3）驱动电路缓慢的关断会使大功率IGBT模块的开关效率降低，这是因为大功率IGBT模块的栅极寄生电容相对比较大，而驱动电路的输出阻抗不够低。还有，驱动电路缓慢的关断还会使大功率IGBT模块需要较大的吸收电容。
以上这三种限制可能会产生严重的后果，但通过附加的Booster电路都可以加以克服，如图9所示。
从图10（a）可以看出，在IGBT过流信号输出以后，门极电压会以一个缓慢的斜率下降。图10（b）及图10（c）给出了IGBT短路时的软关断过程（集电极－发射极之间的电压uCE和集电极电流iC的软关断波形）。
3结语
随着电力电子技术的快速发展，三相逆变器的应用变得非常广泛。近年来，随着IGBT制造技术的提高，相继出现了电压等级越来越高、额定功率越来越大的单管、两单元IGBT模块及六单元IGBT模块，同时性能价格比的提高使得IGBT在三相逆变器的设计中占有很大的比重，成为许多设计人员首选的功率器件。随之而来的是IGBT的驱动芯片也得到了很大的发展，设计人员、生产厂家都给予了高度重视，小型化、多功能集成化成为人们不断追求的目标。相信随着制造技术的发展，将会研制出更多更好的IGBT驱动芯片，并得到广泛的应用。
参考文献
[1]B.K.博斯编，姜建国译.电力电子学与变频传动[M].江苏徐州:中国矿业大学出版社，1999.
[2]秦贤满编著.电力半导体器件标准应用指南[M].北京:中国标准出版社，2000.
[3]日本三菱电气.第三代IGBT和智能功率模块应用手册及DATABOOK，1998.
本文关键字：逆变器 电工文摘，电工技术 - 电工文摘
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