绝缘栅

一文弄懂IGBT驱动

发布时间:2022/11/13 15:54:31   

我们都知道,电机驱动是IGBT的主要应用领域之一。有的同学可能会有这样的困惑:

“IGBT本来就是驱动电机的,为什么它自己还需要一个驱动?IGBT驱动到底是做什么的?”

这个问题说来简单,就像《极简电力电子学》中所说:“IGBT本质上就是一个电子开关,就好比你家里墙上的开关,按一下,开关闭合,电灯亮起;再按一下,电灯熄灭。

当然,操作IGBT,不再是手,而是电子脉冲。高电平来临时,器件开通;低电平来临时,器件就关断。手动操作开关,可能一秒钟一两次,而我们的电子开关,一秒钟可以开关上万次,几十万次。

那么这时候问题来了:控制IGBT电子脉冲从哪儿来?

有的同学要举手了:我知道我知道!控制脉冲可以从MCU来!

非常棒!你都会抢答了!

MCU就像我们的大脑,它控制我们身体的一举一动。但它发出的神经元信号非常微弱,根本无法按动开关。所以大脑需要把这个信号传送给手,由手部肌肉运动来产生一定的力量,摁下开关。IGBT的驱动就是控制IGBT的、灵巧又有力量的“手”。

那么,信号从MCU到IGBT驱动芯片,中间都经历了什么?

首先

MCU的输出电流是mA级别,而IGBT需要的驱动电流可能达到几安培。IGBT驱动要完成的首要任务,就是作为一个放大器,放大电流。

其次

MCU输出电平一般是3.3V,而IGBT一般的驱动电压要达到15V。IGBT驱动需要把3.3V信号转成15V信号。而且这个15V,不是一般的15V。IGBT一般工作在桥式电路中。桥式电路会承受母线电压。当电路不开关时,桥式电路的中点会承受一半的母线电压;在上管开通时,中点电位与母线电压相同。

这时上管IGBT驱动的工作,就是要在几百伏或上千伏的母线电压基础之上,再生成一个15V的电压信号来。好比说MCU提供了一颗长在地上的小树苗,IGBT驱动的工作不光是要把小树苗变成大树,还要把它移植到高山上去。听起来是不是很厉害!

最后

MCU在低压侧,其供电电压一般为5V。IGBT在高压侧,母线电压可达几千伏。因为低压侧会有人机接口,所以绝对不能让高压侧高电压流窜到低压侧,给人体造成伤害!有的时候,IGBT驱动需要有一定的电气隔离能力,做为低压侧和高压侧之间的屏障,防止副边高压对原边操作的人体造成伤害。如果IGBT驱动不具有绝缘能力的话,绝缘屏障就要加在MCU与人机接口之间。

能完成以上功能的驱动,我们称之为紧凑型驱动。比如英飞凌1EDX3

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