IGBT原理：
IGBT（nsulated Gate Bipolar Transistor），也稱為絕緣柵雙極晶體管，是一種復(fù)合了功率場效應(yīng)管和電力晶體管的優(yōu)點(diǎn)而產(chǎn)生的-一和新型復(fù)合器件，它同時(shí)具有MOSFET的高速開關(guān)及電壓驅(qū)動(dòng)特性和雙極晶體管的低飽和電壓特性及易實(shí)現(xiàn)較大電流的能力，既具有輸入阻抗高、工作速度快、熱穩(wěn)定性好和驅(qū)動(dòng)電路簡單的優(yōu)點(diǎn)，又具有通態(tài)電壓低、耐壓高和承受電流大的優(yōu)點(diǎn)，這使得IGBT成為近年來電力電子領(lǐng)域中尤為矚|目的電力電子驅(qū)動(dòng)器件，并且得到越來越廣泛的應(yīng)用。
GBT驅(qū)動(dòng)電路的選擇
IGBT全名叫絕緣柵雙極型三級管，它是在MOS管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，高耐壓，大電流三極管，在實(shí)際使用，IGBT驅(qū)動(dòng)器的作用對整個(gè)換流系統(tǒng)來說同樣至關(guān)重要，由于IGBT的開關(guān)特性和安全工作區(qū)隨著柵極驅(qū)動(dòng)電路的變化而變化，因而驅(qū)動(dòng)電路性能的好壞將直接影響IGBT能否正常工作。
現(xiàn)在市場上比較常用的是日本三菱的M57962/M57959，瑞士2BB4035T，2SD315A.2BB0108T，這幾種產(chǎn)品現(xiàn)在使用率都比較高，可靠性也相對其他產(chǎn)品較好，M57962/M57959適合用于民用和工業(yè)產(chǎn)品，是屬于光電隔離，2BB4035T，2SD315A.2BB0108T主要用于大功率IGBT驅(qū)動(dòng)，是屬于變壓器隔離，適合適用于溫度范圍比較寬的軍用產(chǎn)品。
幾種用于IGBT驅(qū)動(dòng)的集成芯片
TLP250（TOSHIBA公司生產(chǎn)）
在一般較低性能的三相電壓源逆變器中，各種與電流相關(guān)的性能控制，通過檢測直流母線上流入逆變橋的直流電流即可，如變頻器中的自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、轉(zhuǎn)差率補(bǔ)償?shù)?。同時(shí)，這一檢測結(jié)果也可以用來完成對逆變單元中IGBT實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)等功能。因此在這種逆變器中，對IGBT驅(qū)動(dòng)電路的要求相對比較簡單，成本也比較低。這種類型的驅(qū)動(dòng)芯片主要有東芝公司生產(chǎn)的TLP250，夏普公司生產(chǎn)的PC923等等。這里主要針對TLP250做一介紹。
TLP250包含一個(gè)GaAlAs光發(fā)射二極管和一個(gè)集成光探測器，8腳雙列封裝結(jié)構(gòu)。適合于IGBT或電力MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)電路。圖2為TLP250的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖，表1給出了其工作時(shí)的真值表。
TLP250的典型特征如下：
1）輸入閾值電流（IF）：5 mA（最大）；2）電源電流（ICC）：11 mA（最大）；3）電源電壓（VCC）：10～35 V；4）輸出電流（IO）：±0.5 A（最?。?；
5）開關(guān)時(shí)間（tPLH/tPHL）：0.5μs（最大）；6）隔離電壓：2500 Vpms（最?。?。
表2給出了TLP250的開關(guān)特性，表3給出了TLP250的推薦工作條件。
注：使用TLP250時(shí)應(yīng)在管腳8和5間連接一個(gè)0.1μF的陶瓷電容來
穩(wěn)定高增益線性放大器的工作，提供的旁路作用失效會(huì)損壞開關(guān)性能，電容和光耦之間的引線長度不應(yīng)超過1 cm。圖3和圖4給出了TLP250的兩種典型的應(yīng)用電路。
在圖4中，TR1和TR2的選取與用于IGBT驅(qū)動(dòng)的柵極電阻有直接的關(guān)系，例如，電源電壓為24V時(shí)，TR1和TR2的Icmax≥24/Rg。
圖5給出了TLP250驅(qū)動(dòng)IGBT時(shí)，1 200 V/200 A的IGBT上電流的實(shí)驗(yàn)波形（50 A/10μs）?？梢钥闯觯捎赥LP250不具備過流保護(hù)功能，當(dāng)IGBT過流時(shí)，通過控制信號關(guān)斷IGBT，IGBT中電流的下降很陡，且有一個(gè)反向的沖擊。這將會(huì)產(chǎn)生很大的di/dt和開關(guān)損耗，而且對控制電路的過流保護(hù)功能要求很高。
TLP250使用特點(diǎn)：
1）TLP250輸出電流較小，對較大功率IGBT實(shí)施驅(qū)動(dòng)時(shí)，需要外加功率放大電路。
2）由于流過IGBT的電流是通過其它電路檢測來完成的，而且僅僅檢測流過IGBT的電流，這就有可能對于IGBT的使用效率產(chǎn)生一定的影響，比如IGBT在安全工作區(qū)時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)的提前保護(hù)等。
3）要求控制電路和檢測電路對于電流信號的響應(yīng)要快，一般由過電流發(fā)生到IGBT可靠關(guān)斷應(yīng)在10μs以內(nèi)完成。
4）當(dāng)過電流發(fā)生時(shí)，TLP250得到控制器發(fā)出的關(guān)斷信號，對IGBT的柵極施加一負(fù)電壓，使IGBT硬關(guān)斷。這種主電路的dv/dt比正常開關(guān)狀態(tài)下大了許多，造成了施加于IGBT兩端的電壓升高很多，有時(shí)就可能造成IGBT的擊穿。