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目录目录功率•一IGBT驱动电源电压、功率设计•二驱动电阻选型二驱动电阻选型•三IGBT故障检测实现方法•四常用IGBT驱动芯片及驱动电路•五IGBT驱动电路常见问题及处理方法•五IGBT驱动电路常见问题及处理方法一IGBT驱动电源电压、功率设计开通电压开通电压一IGBT驱动电源电压、功率设计关断电压关断电压一IGBT驱动电源电压、功率设计功率设计功率设计一IGBT驱动电源电压、功率设计二驱动电阻选型开启过程开启过程二驱动电阻选型关断过程关断过程二驱动电阻选型二驱动电阻选型二驱动电阻选型驱动电阻阻值不小于模块资料推荐值驱动电流峰•1驱动电阻阻值不小于模块资料推荐值Rgon，驱动电流峰值应小于驱动器的最大驱动电流。2做双脉冲实验确定开通时续流二极管是否处于安全工•2做双脉冲实验，确定开通时续流二极管是否处于安全工作区，关断时IGBT是否处在安全工作区，主要考虑与母排杂散电感的匹配。排杂散电感的匹配。•3考虑温升。•4考虑门极波形是否振荡•4考虑门极波形是否振荡。•5按经验值，一般取模块资料推荐值Rgon的两倍。二驱动电阻选型双脉冲测试方法的意义双脉冲测试方法的意义•1.对比不同的IGBT的参数，例如同一品牌的不同系列的产品的参数，或者是不同品牌的IGBT的性能或者是不同品牌的IGBT的性能。•2.获取IGBT在开关过程的主要参数，以评估Rgon及Rgoff的数值是否合适，评估是否需要配吸收电路等。•3考量IGBT在变换器中工作时的实际表现例如二极管的反向恢复•3.考量IGBT在变换器中工作时的实际表现。例如二极管的反向恢复电流是否合适，关断时的电压尖峰是否合适，开关过程是否有不合适的震荡等。•4测试母排的杂散电感，确定母排是否要优化。4.测试母排的杂散电感，确定母排是否要优化。•硬件可根据实验结果确定驱动电阻，门极Cge，及是否要添加有源箝位电路位电路•器件可根据实验结果确定各品牌IGBT的性能。•结构可根据实验结果确定母排设计是否合理。二驱动电阻选型脉冲实验示意图双脉冲实验示意图二驱动电阻选型二驱动电阻选型二驱动电阻选型二驱动电阻选型反向安全作区IGBT反向安全工作区FF400R33KF2CFF400R33KF2C三IGBT故障检测实现方法1驱动电压欠压故障：直接采用采用滞环比较强实现。2短路故障：采用Vce电压检测或霍尔检测。三IGBT故障检测实现方法电压检测电路以下模块）Vce电压检测电路（1700V以下模块）三IGBT故障检测实现方法检测示意图以下模块）Vce检测示意图（1700V以下模块）三IGBT故障检测实现方法特性曲线IGBT特性曲线三IGBT故障检测实现方法电压检测电路方法模块）Vce电压检测电路方法一（3300V模块）三IGBT故障检测实现方法电压检测电路方法模块）Vce电压检测电路方法二（3300V模块）三IGBT故障检测实现方法电压检测电路方法模块）Vce电压检测电路方法二（3300V模块）三IGBT故障检测实现方法三IGBT故障检测实现方法三IGBT故障检测实现方法有源箝位电路有源箝位电路三IGBT故障检测实现方法有源箝位电路有源箝位电路三IGBT故障检测实现方法改进型的有源箝位电路改进型的有源箝位电路三IGBT故障检测实现方法动态有源箝位电路动态有源箝位电路三IGBT故障检测实现方法有源箝位电路实测波形有源箝位电路实测波形四常用IGBT驱动芯片及驱动电路公司常用驱动电路公司常用驱动电路•基于HCPL-3120的驱动电路•基于ACPL-W314的驱动电路•基于ACPL-330J的驱动电路•基于PC929的驱动电路•基于IGD515的驱动电路•基于分离器件设计的驱动电路四常用IGBT驱动芯片及驱动电路基于的驱动电路基于HCPL-3120的驱动电路特性：1）2.5A的最大输出电流；）的最大输出电流；2）15~30V的供电范围；3）小于500ns的转换速度3）小于500ns的转换速度四常用IGBT驱动芯片及驱动电路实际应用电路实际应用电路+VR1PC1HCPL312018GV++V-VPV+C2R118-1/3WR27.5KZ116V1323145678C50.1uC1330PR710kVGND1nZ216V13R5150R3PC2HCPL312018PV-GV--L+LR318-1/3WR47.5KC60.1uC3330PZ316V13R615023145678R810kC41nGN7.5KZ416V13四常用IGBT驱动芯片及驱动电路基于的驱动电路基于ACPL-W314的驱动电路ACPL-W314的驱动原理和HCPL-3120一样，但ACPL-W314的最大输出电流只有06A转换速度电流只有0.6A，转换速度700ns。四常用IGBT驱动芯片及驱动电路基于的驱动电路基于ACPL-W314的驱动电路ACPL-W314的应用电路与HCPL-3120一样四常用IGBT驱动芯片及驱动电路基于的驱动电路基于ACPL-330J的驱动电路ACPL330J的特性：ACPL-330J的特性：1）最大输出电流为1.5A；2）拥有IGBT软关断功能2）拥有IGBT软关断功能，降低由di/dt形成的电压尖峰，减小IGBT关断损伤；3）故障反馈通道集成在光耦内部，无需外接；4）驱动电源欠压锁定功能。四常用IGBT驱动芯片及驱动电路电路图电路图四常用IGBT驱动芯片及驱动电路基于的驱动电路基于PC929的驱动电路PC929是我司应用比较多的一种IGBT驱动芯片，在低压变频器和中压660V以及高压功率单元中均有使用压变频器和中压660V以及高压功率单元中均有使用。PC929内部有短路保护电路，响应时间短（最大05us）隔离电压高达4000Vrms最大输出电流04A0.5us），隔离电压高达4000Vrms，最大输出电流0.4A。四常用IGBT驱动芯片及驱动电路基于的驱动电路基于PC929的驱动电路四常用IGBT驱动芯片及驱动电路基于IGD515的驱动及保护电路基于IGD515的驱动及保护电路IGD515EI是concept公司的一款IGBT功率IGD515EI是concept公司的一款IGBT、功率MOSFET驱动模块。本电路实现IGBT驱动及保护功能，包括光纤PWM信号输入电路，IGBT驱动电路，开通延迟检测Vce电路，Vce电压信号处理电路（导通时），Vce过电压处理电路（关断时），故障输出电路（光纤）。该模块隔离电压为4000Vac驱动电流峰值为15A适用于模块隔离电压为4000Vac，驱动电流峰值为15A，适用于高压大功率IGBT模块驱动电路，现用于中压1140V产品上。四常用IGBT驱动芯片及驱动电路内部结构IGD515内部结构四常用IGBT驱动芯片及驱动电路基于的驱动及保护电路基于IGD515的驱动及保护电路四常用IGBT驱动芯片及驱动电路基于分离器件设计的驱动电路基于分离器件设计的驱动电路电路采用分离器件设计，实现3300VIGBT驱动及保护功能，电路包括高耐压等级的DC-DC隔离电源，光纤PWM输入电路，推挽放大电路，Vce电压检测电路（短路保护）阻断时间设定电路欠压保护电路光纤故障反保护），阻断时间设定电路，欠压保护电路，光纤故障反馈电路，有源嵌位电路等。四常用IGBT驱动芯片及驱动电路电路特点•电路特点：•1隔离电源采用半桥开关电源拓扑，具有软启动功能，能有效减少上电瞬间或驱动电路短路时器件的电流应力，输出采用倍压整流及多股线圈叠加形式，减小了线圈的匝数，既能产生高电压给Vce检测电路线圈叠加形式，减小了线圈的匝数，既能产生高电压给Vce检测电路供电，又避免了多次倍压带载能力不够问题。•2信号传输电路与阻断时间设定电路采用四个施密特与非门构成，提高PWM信号抗干扰能力，在短路保护时能有效的封锁PWM信号，经高信号抗干扰能力，在短路保护时能有效的封锁信号，经过阻断时间后PWM信号才能正常传输。•3上电和掉电过程中输出状态明确，有效避免的不确定性。•4短路保护的门槛电压设计为动态的，开通过程中门槛电压为53V，短路保护的门槛电压设计为动态的开通过程中门槛电压为开通20us后门槛电压变为10V,能保证在IGBT开通过程中不误报短路故障，又能保证IGBT在开通过程中短路，或稳态时短路，都能在10us内进行保护。5短路保护时先将门极电压下降个台阶抑制短路电流上升然后•5短路保护时先将门极电压下降一个台阶，抑制短路电流上升，然后再进行关断，降低了du/dt，降低了大电流情况下关断IGBT的应力。•6采用改进型的有源嵌位电路，能够有效的抑制IGBT的CE结瞬态过压压。•7功能电路采用单电源供电，降低功耗。四常用IGBT驱动芯片及驱动电路电路框图电路框图门极板门极板驱动板驱动板五IGBT驱动电路常见问题及处理方法常见的是故障电压超过阈值及驱动电源欠压常见的是OUT故障：VCE电压超过阈值及驱动电源欠压。1上电报OUT：驱动电压欠压。对于1140V机器，可能为驱动板电源未插或光纤头未插。2一运行就报OUT：IGBT已短路；IGBT驱动线未插紧；IGBT有问题驱动电压为正未开通IGBT有问题，驱动电压为正未开通。3运行过程中加载报OUT过流驱动电阻焊错（偏大）3运行过程中加载报OUT：过流；驱动电阻焊错（偏大）。THANKS!THANKS!