IGBT模块的驱动电路设计

IGBT模块驱动设计及电路布局

1．IGBT模块在三相电机驱动逆变器中的典型应用案例如下图，主要包含了整流、IGBT主电路、驱动保护、PWM产生及控制电路，电流电压反馈电路等。

2．IGBT驱动的栅极驱动设计

典型栅极驱动电路框图，包括了光耦隔离、前置放大、后级推挽放大。对光耦要求高速、高共模抑制比。驱动电路输出与IGBT端子间的距离必须尽量短。

采用集成驱动IC驱动

直接驱动，可驱动中小电流模块

经过一级放大后驱动(用来驱动大电流模块)

2-1. 栅极驱动电压VG

开通电压(正电压)：+VG= 15V (±10%)

关断电压(负偏压)：-VG= 5~10V

2-2. 栅极电阻RG

推荐在所给的标准值(Min.)与10倍标准值(Max.)之间选择。

2-3. 栅极驱动功率要求
 

驱动电流的峰值：

驱动电流的平均值：

其中，ΔVGE= VGE(on)+ |VGE(off)|

QG= 总栅极电荷
 

f = 开关频率

驱动电路布线设计注意事项

1.电路布局必须尽量减少驱动器输出级和IGBT之间的寄生电感，对应于保持下图阴影中的回路面积尽量小。

2. 必须注意避免电源电路和控制电路之间的耦合噪声，这可以通过合理布局栅极驱动板及栅极驱动电路的屏蔽来实现。

3.建议使用辅助发射极端子连接栅极驱动器。

4. 如果无法将驱动电路直接连接到IGBT控制端子，推荐采用双绞线（最少每英寸3圈）或带状线缆。

5. 门极钳位保护电路必须具有低电感的布局，须尽可能的靠近IGBT模块的栅极-发射极控制端子。

6. 不要将印刷电路板走线彼此靠近，因为 IGBT 开关会使它们相互发生电位变化。高 dv/dt 会通过寄生电容耦合噪声。如果这些走线的交叉或并行布线是不可避免的，请在两者之间使用屏蔽层。

7. 寄生电容存在于高边栅极驱动电路、高低侧驱动电路及控制电路可能产生耦合噪声的问题。电源变压器绕组间的电容是另一个耦合噪声源。应采取适当措施减少这些寄生电容。 8. 如果光耦用于高边栅极驱动隔离，其瞬态共模抑制比应不小于10000V/uS。