IGBT构成的交流传动逆变器的设计

2．1 保护电路原理分析
以开关管T1关断时刻为起点来分析吸收电路的工作原理，其工作过程可分为：线性化换流、母线寄生电感Lp谐振能量和吸收电容Cs放点共3个阶段。
线性化换流阶段从开关管T1接收关断信号开始到开关管T1全截止结束。流过母线寄生电感Lp的母线电流经T1和吸收电路2条支路分流。
在线性化换流阶段结束后，开关管T1完全截止。此时，主回路寄生电感Lp与吸收电容Cs产生谐振，Lp中储存的能量向Cs转移。当吸收电容上电压达到最大值，即谐振峰值时，谐振电流i为零，吸收电路二极管D2截止，箝位电压防止有振荡。
在第二阶段结束之后，吸收电容Cs上过冲能量通过吸收电阻R、电源和负载放电。在放电过程中，近似认为负载是恒流源。
2．2 元件参数选取
a．缓冲电容Cs选取
缓冲电路中缓冲电容Cs的电容取值为：

其中，L是主电路的寄生电感，Io为IGBT关断时的集电极电流，VCEP是缓冲电容器电压最终到达值，Ed为直流电源电压。
b．缓冲电阻Rs的取值
缓冲电阻的作用是在IGBI下一次关断前，将缓冲电容器电荷释放。因此在IGBT进行下一次动作之前，在储存电荷的90％放电条件下，缓冲电阻取值公式应满足下列公式：

其中，f为交换频率。

3 驱动电路结构
要保证IGBT工作可靠，其驱动电路起着至关重要的作用。
3．1 IGBT驱动电路要求
IGBT驱动电路的基本要求主要有以下几点：
(1)驱动电路必须十分可靠，要保证为IGBT的栅极电容提供一个低阻抗的充放电回路；
(2)在满足开关特性和功耗允许的情况下，门极电阻可以适当增大，用于限制瞬时压降尖峰；
(3)驱动电路能够传递kHz级的高频脉冲信号；
(4)IGBT门极与发射极电压极限压降为±20V。通常选用正向驱动电压为+15 V，反向驱动电压为-8V。
3．2 M57959L构成的驱动电路
根据上述驱动电路设计原则，按照不同要求可以设计出多种形式的驱动电路。常用的驱动电路有分立元件构成的驱动电路和专用集成驱动电路。相对于分立元件构成的驱动电路，专用集成驱动电路抗干扰能力强、集成化程度高、速度快、保护功能完善，可实现IGBT的最佳驱动。
M57959L是日本三菱公司生产的混合集成IGBT驱动器，其内部原理结构如图4所示。它由高速光电隔离输入，绝缘强度高，可与TTL电平兼容。内藏定时逻辑短路保护电路，并具有保护延时特性。芯片由正负电源供电，克服了单电源供电时负电压不稳的缺点，驱动功率大，可驱动200A／600V或100A／1200V的IGBT模块。由M57959L构成的驱动电路如图5所示。