基于数字信号处理器的IGBT驱动电路可靠性分析与设计

3 基于数字信号处理器的驱动方案设计

通过上述分析可知，基于数字信号处理器（DSP）的IGBT驱动电路的可靠性设计，要求充分了解和掌握IGBT和DSP相关的电气特性及可靠性设计的原则。这里采用HP公司的HCPL－316J门极驱动光耦合器结合TMS320F240给出了一种可靠的IGBT驱动方案。

3.1 HCPL－316J特性

HCPL－316J是由HP公司生产的一种2A IGBT门极驱动光耦合器，其内部集成集电极发射极电压欠饱和检测电路及故障状态反馈电路。主要有以下一些特性：

——兼容CMOS/TTL电平；

——光隔离，故障状态反馈；

——开关速度最大500ns；

——“软”IGBT关断；

——VCE欠饱和检测及带滞环欠压锁定保护；

——宽工作电压范围（15～30V）；

——用户可配置自动复位、自动关闭。

DSP与该耦合器结合实现IGBT的驱动，使得IGBT VCE欠饱和检测结构紧凑，低成本且易于实现，同时满足了宽范围的安全与调节需要。

3.2 驱动方案设计

目前，各公司推出的用于IGBT驱动的电路各具特色。HP公司的HCPL－316J集成了VCE欠饱和检测及故障状态反馈电路，为驱动电路的可靠工作提供了保障，同时还具有简单易实现的特点。图4给出了基于DSPF240的IGBT驱动方案原理图。

图4 驱动电路原理图

4 结语

本文通过分析IGBT功率器件的特性、对可靠性驱动的要求以及应用于变频器的几种数字信号处理器的PWM口驱动能力，设计了一种可靠的IGBT驱动方案。该方案已在春日变频器驱动电路中得到应用，并取得了很好的效果。随着IGBT的广泛使用，这一方案将具有很好的借鉴意义及应用前景。