驱动电路
驱动电路是指主电路和控制电路之间,用来对控制电路的信号进行放大的中间电路(即放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管)。
优良的驱动电路对变换器性能的影响:
1.提高系统可靠性;
2.提高变换效率(开关器件开关、导通损耗);
3.在开/关过程中减小开关器件应力;
4.降低EMI或EMC。
驱动电路的基本任务,就是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求,转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间,可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号,对全控型器件则既要提供开通控制信号,又要提供关断控制信号,以保证器件按要求可靠导通或关断。
驱动电路的实质
驱动电路的实质是给栅极电容充放电。
开通的条件有:
1.驱动电压足够高,一般大于10伏。
2.足够的瞬态驱动电流,快的上升沿,可加速开通。
3.驱动电路内阻抗小。
而关断的条件有:
1.足够的瞬态驱动电流,快的下降沿。
2. 驱动电路内阻抗大。
3.驱动加负压。
驱动电路作用
简单的说:驱动电路是将控制电路输出的PWM脉冲放大到足以驱动功率晶体管 开关功率放大作用。
驱动电路,其实质是一个功率放大电路,从而满足负载额定功率使得负载可以正常工作,从而可以响应微弱的输入信号,所以对于不同的负载就需要不同的驱动电路,但实质是一样的,比如LED驱动电路,电机驱动电路,继电器驱动电路,扬声器驱动电路等。
4款驱动电路图
接下来列举4款驱动电路图,并进行了电路分析。驱动电路一,图A所示的驱动电路适合于驱动低频小功率IGBT,当控制信号VI为高电平时,V1导通,输出VO对应控制的开关管 导通;当控制信号VI为低电平时,V2导通,输出VO对应控制的开关管被关断。图B所示的驱动电路是采用场效应管 组成推挽电路,其工作原理同图A,这种电路高频峰值驱动电流可达十安以上,适用于大功率开关器件。
驱动电路二。如图所示的驱动保护二合一电路适用于驱动低频小功率IGBT,如果将双极型NPN与PNP三极管换成N沟道与P沟道大功率场管后就可构成高频大电流驱动器。在驱动保护二合一电路中,不采用光耦合器作信号隔离而用磁环变压器耦合方波信号,因光耦合器的速度不够快,并存在光耦合器的上升下降波沿延时,采用变压器传输可获得陡直上升下降波沿,几乎没有传输延时。适用于驱动高频大功率的IGBT器件。本电路具有驱动速度快,过流保护动作快,是比较理想的驱动保护二合一实用IGBT驱动电路。
驱动电路三。图所示驱动电路为采用光耦合器等分立元器件构成的IGBT驱动电路。当输入控制信号时,光耦合器导通,晶体管VT2截止,VT3导通输出正15伏驱动电压。当输入控制信号为零时,VLC截止,VT2、VT1导通,输出负10伏电压。正15伏和负10伏电源需靠近驱动电路,驱动电路输出端 及电源地端至IGBT栅极和发射极的引线应采用双绞线,长度最好不超过0.5米。
驱动电路四。由集成电路TLP二五零构成的驱动电路如上图所示。TLP二五零内置光耦合器的隔离电压可达2500伏,上升和下降时间均小于0.5微秒,输出电流达0.5安,可直接驱动50安、1200伏以内的IGBT。外加推挽放大晶体管后,可驱动电流容量更大的IGBT。TLP二五零构成的驱动器体积小,价格便宜,是不带过电流保护的IGBT驱动器中较理想的产品。由于TLP二五零不具备 过电流保护功能,当IGBT过电流时,通过控制信号关断IGBT,IGBT中电流的下降很陡,且有一个反向的冲击。这将会产生很大的开关损耗,而且对控制电路的过流保护功能要求很高。
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