高频条件下IGBT驱动电路的设计与仿真
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当开通驱动信号加在CD端时，在脉冲的上升沿，电容C1相当短路，通过门极电阻R1和加速电容C1向IGBT栅极提供较大电流，降低驱动脉冲的上升时间，最终IGBT因uGE上升至15V而导通。同时因为NPN三极管Q5的门极通过R2接至低电平，因此处于截止状态，对IGBT的导通没有影响；在脉冲平顶期，此时，IGBT的输入电容Cies已经满电，此时IGBT的G-E极之间相当于断开，变压器次边VCD保持高电平。当脉冲下降沿到来时，IGBT的输入电容在这段时间要反向放电，若放电速度太快，会引起极大的关断尖峰，造成IGBT的损坏；若放电速度太慢又会造成IGBT关断时间过长，形成较大的拖尾电流，造成关断损耗增加，降低效率。因此应该适当控制IGBT输入电容的放电速度。在图1的实用型驱动电路中，可以通过改变Q5的限流电阻R2和加速电容C1的值来实现Cies适当放电：当C1较大，R2较小时，一方面电容C1中储存的电量较大，另一方面，三极管Q5基极电流大使得发射极电流大，因此Cies的放电速度较大；当C1较小，R2较大时，Cies放电速度减小。又因为C1往往大于Cie-s，因此在输入电容Cies放电结束后，即IGBT关断后，C1上可能还残存少量电量，若没有适当的放电回路，这个电容经过几个脉冲周期后充满电荷，而失去加速作用，所以要求C1在每个周期上升沿到来时，电容上无存储电荷，因此在IGBT的G-E端并联电阻R3，给电容C1提供放电回路。D5为15V稳压管，防止驱动信号失控而造成的IGBT损坏。
3 仿真结果及分析
运用PSpice软件在脉冲频率50kHz，占空比为50％，输入电压600伏，负载600欧的条件下来对比该实用型驱动电路与普通驱动电路的驱动效果。图2为仿真波形图，从波形图可以看出，在脉冲信号(V(V1))的上升沿普通的驱动信号也快速上升，使得流经IGBT集射极电流(图中间的I(R1))急剧上升，而实用驱动信号有一个可适宜的的斜率，防止因du／dt过大而造成的对IGBT的损害，并能可以通过调节R1的值来以使集射极电流以一个适宜的斜率上升。在脉冲信号的下降沿，普通驱动的集射极电流拖尾时间长为2．7μs，而采用实用型驱动电路的CE端电流拖尾时间只有1．3，下降时间的减少，有利于减少IGBT集射极二端电流与电压共同作用时而产生的功耗，能够较好减少关断损耗，提高效率。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/179257.htm
4 结束语
通过以上分析可知，IGBT的门极驱动条件密切地关系到IGBT的静态和动态性能。门极电路的开通电压，关断电压，开通电压上升率，关断电压下降率对IGBT的通态电压、开关速率、开关损耗、承受di／dt电压等参数有不同程序的影响。调节R1可获得适宜的脉冲前沿上升率，即保证IGBT能在尽量短的时间内导通，又保证不会因为du／dt过大而产生尖峰或对IGBT造成损坏；取适宜C1值，使电容C1即能引收因高频开关造成的尖峰。又能与R2配合，加快IGBT的关断，减小平均拖尾电流的大小和拖尾电流存在的时间，上述参数的大小一般要通过多次试验来确定，以达到最佳驱动将是。
此驱动电路已经在2000W高频移相软开关直流电源中得到应用。由于其只采用简单的分立式元件，不需要专业芯片，结构简单，成本低廉。而且可靠性高，因此非常适合小功率的IGBT开关电路，具有很大的应用前景。
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