摘 要:介紹了基于2SC0108T 驅動芯片的三電平IGBT 模塊驅動板,該驅動板具有電源欠壓保護、短路保護等功能。利用PSpice 電路仿真軟件對其前級PWM 驅動信號調理電路及故障信號反饋電路進行了原理性驗證,同時與F3L400R12PT4 型三電平IGBT 模塊進行聯調,通過斬波試驗和短路試驗證明了該款驅動板在工程應用中的有效性和可靠性。
0 引言
相較于兩電平逆變電路而言,三電平逆變電路既能減小IGBT器件的開關損耗,又能提高電能質量[1-2]。為迎合市場需求,應用F3L400R12PT4 型三電平IGBT模塊開發(fā)出具有三電平拓撲結構的逆變器。IGBT是逆變器中關鍵部件之一,而高性能的驅動電路能更好地保證IGBT 獲得優(yōu)良的開通和關斷特性,且在IGBT 發(fā)生故障時能更好地實施保護動作,從而最大限度地保證逆變器的高效性和可靠性。本文介紹了一款基于2SC0108T驅動芯片的三電平IGBT驅動板[3],對其前級輸入信號調理電路、故障信號反饋電路及短路保護電路進行了深入分析,并將該驅動板與F3L400R12PT4型三電平IGBT 模塊聯調,通過模塊斬波測試與短路測試驗證了該驅動板的優(yōu)良性能,包括良好的電磁兼容性[4 ]。
1 2SC0108T 驅動芯片及三電平IGBT 模塊簡介
2SC0108T是一款低功耗、雙驅動通道的SCALE-2驅動芯片,具有廣闊的應用平臺和高可靠性。其供電電源為15 V,邏輯輸入電平兼容3.3~15 V信號,通用性好;同時門極輸出信號高電平為15 V,低電平為-8 V,單通道驅動功率為1 W,最大驅動電流為8 A,可驅動600 A/1 200 V的IGBT。該驅動芯片在合理地配置外圍電路后具有短路保護、電源監(jiān)控等功能,且抗電磁干擾特性優(yōu)良。傳統(tǒng)的IGBT 驅動電路一般與IGBT 分開安裝,為了減小驅動信號線上的寄生電感、寄生電容與電磁干擾,本文所設計的IGBT驅動板直接安裝在IGBT模塊上。
T型三電平逆變器IGBT電路拓撲如圖1所示。
圖1 三電平逆變器拓撲結構
Fig.1 Topologystructureofthree-levelinverter
圖1中V1、V2、V3為F3L400R12PT4型IGBT模塊。由圖可知,一個IGBT模塊構成一個相橋臂,驅動板直接安裝于該IGBT模塊上,用于驅動F3L400R12PT4型模塊中的4個IGBT。