功率器件在静止变频技术中的应用

IGBT对栅极驱动电路的要求

IGBT的静态和动态特性与栅极驱动条件密切相关。栅极的正偏压+VGE、负偏压-VGE和栅极电阻RG的大小，对IGBT的通态电压、开关时间、开关损耗，承受短路能力以及dvce/dt等参数都有不同程度的影响。

栅极驱动电路提供给IGBT的正偏压+VGE使IGBT导通。在实际应用中，综合该电压对开通时间、开通损耗以及器件在短路时承受短路电流时间等方面的因素，通常使用+15V。栅极驱动电路提供给IGBT的负偏压-VGE使其关断。它直接影响IGBT的可靠运行，为了防止IGBT产生动态擎住现象，栅极负偏压应为-5V或更低一些的电压，负偏压的大小对关断时间损耗的影响不大。

此外，栅极驱动电压必须有足够快的上升和下降速度，使IGBT尽快开通和关断，以减少开通和关断损耗。在器件导通后，驱动电压和电流应保持足够的幅度，保证IGBT处于饱和状态。由于IGBT多用于高电压、大电流场合，信号控制电路与驱动电路之间应采用抗干扰能力强、信号传输时间短的高速光电隔离器件加以隔离。为了提高抗干扰能力，应采用驱动电路到IGBT模块的引线尽可能短、引线为双胶线或屏蔽线等措施。

IGBT的保护措施

由于IGBT具有极高的输入阻抗，容易造成静电击穿，将IGBT用于电力变换时，为了防止异常现象造成器件损坏，通常采用下列保护措施：
1）通过检出的过电流信号切断栅极信号，实现过电流保护；
2）利用缓冲电路抑制过电压，并限制过高的dv/dt;
3）利用温度传感器检测IGBT的外壳温度，当超过允许温度时主电路跳闸，实现过热保护。由于IGBT具有正温度系数和良好的并联工作特性，IGBT多采用多只元件并联工作，主电路除对称性外，无其他特殊要求。

从目前的使用情况看，采用IGBT作为开关元件的静止变频电源的故障率明显较低，元器件损坏的较少，维修费用也较低，是静止变频技术新的发展方向。