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可编辑修改精选全文完整版浅析IGBT门级驱动绝缘栅双极晶体管IGBT是第三代电力电子器件，安全工作，它集功率晶体管GTR和功率场效应管MOSFET的优点于一身，具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高(10-40 kHz)的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。
广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、UPS及逆变焊机当中。
IGBT的驱动和保护是其应用中的关键技术,故作为重点介绍给同学们。
1 IGBT门极驱动要求1.1 栅极驱动电压因IGBT栅极-发射极阻抗大，故可使用MOSFET驱动技术进行驱动，但IGBT 的输入电容较MOSFET大，所以IGBT的驱动偏压应比MOSFET驱动所需偏压强。
图1是一个典型的例子。
在+20℃情况下，实测60 A，1200 V以下的IGBT开通电压阀值为5～6 V，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Uge≥(1.5～3)Uge(th)，当Uge增加时，导通时集射电压Uce将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程中Uge增加，集电极电流Ic也将随之增加，使得IGBT能承受短路损坏的脉宽变窄，因此Uge选择不应太大，这足以使IGBT完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力(在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用IGBT时，+Uge在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力)。
1.2 对电源的要求对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于IGBT是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使IGBT迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止IGBT关断时产生的du/dt误使IGBT导通，应加上一个-5 V 的关栅电压，以确保其完全可靠的关断(过大的反向电压会造成IGBT栅射反向击穿，一般为-2～-10 V之间)。
1.3 对驱动波形的要求从减小损耗角度讲，门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭，前沿很陡的门极电压使IGBT快速开通，达到饱和的时间很短，因此可以降低开通损耗，同理，在IGBT关断时，陡峭的下降沿可以缩短关断时间，从而减小了关断损耗，发热量降低。
Mosfet Driver驱动芯片工作原理
MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）驱动芯片的工作原理是通过控制输入信号来控制输出信号的大小和方向，从而实现对MOSFET的控制。
MOSFET驱动芯片的输入端通常由一个输入电容和一个输入电阻组成，输入电容的作用是限制输入信号的频率，防止高频信号引起芯片的损坏。
输入电阻则是用来控制输入信号的大小和稳定性。
输入信号经过输入电容和平滑电阻后，被送到一个比较器中进行比较。
比较器中的两个输入端分别连接着输入信号和基准电压，当输入信号的电压与基准电压相等时，比较器输出一个高电平信号，表示输入信号为零。
当输入信号的电压超过基准电压时，比较器输出一个低电平信号，表示输入信号为正。
当输入信号的电压低于基准电压时，比较器输出一个高电平信号，表示输入信号为负。
比较器输出的信号经过一个驱动电路，驱动电路中的晶体管被控制在导通状态或截止状态之间，从而控制输出信号的大小和方向。
当驱动电路中的晶体管处于导通状态时，输出信号为高电平；当晶体管处于截止状态时，输出信号为低电平。
MOSFET驱动芯片的输出端连接着MOSFET，当输出信
号为高电平时，MOSFET导通；当输出信号为低电平时，MOSFET截止。
通过控制输入信号的大小和方向，可以控制MOSFET的导通和截止，从而实现对负载电路的控制。
LED高压芯片，通常是指那些设计用于直接连接到较高电压（例如交流110V或220V）电源的发光二极管芯片。
这类芯片内部集成有复杂的电路结构来适应高压环境下的工作要求。
在传统低压LED芯片中，需要额外的驱动器将高电压转换为适合LED工作的低电压恒流源。
而高压LED 芯片通过集成的多串并联单元和保护电路，能够在不需外置电源转换模块的情况下，直接接受较高的输入电压，并将其转化为多个串联LED所需的较低电压，同时维持恒定电流以确保LED正常、高效、安全地工作。
具体原理可简述如下：
1. 内置串联结构：
高压LED芯片内部可能包含多个基本LED单元串联而成，每个单元可以承受相对较低的工作电压，多个串联后能够分摊外部高压。
2. 稳压与限流功能：
芯片内部集成了控制电路，能根据输入电压自动调
整各个串联单元的电流分配，保证在不同输入电压下都能提供合适的驱动电流，避免过电流导致LED损坏。
3. 抗浪涌保护：
为了应对电源波动或者启动瞬间可能出现的高电压冲击，高压LED芯片可能会配备保护机制，如齐纳二极管等元件，以限制进入芯片内部的电压不超过其承受范围。
4. 效率优化：
高压LED芯片设计时还会考虑到散热及功率因数校正（PFC），以提高整体系统的电光转换效率和能源利用率。
综上所述，高压LED芯片是通过整合传统LED单元和复杂控制电路的方式，简化了照明系统的设计，降低了成本，提高了可靠性。
门极可关断晶闸管GTO驱动电路1、电力电子器件驱动电路简介电力电子器件的驱动电路就是指主电路与控制电路之间的接口,可使电力电子器件工作在较理想的开关状态,缩短开关时间,减小开关损耗,对装置的运行效率、可靠性与安全性都有重要的意义。
一些保护措施也往往设在驱动电路中,或通过驱动电路实现。
驱动电路的基本任务:按控制目标的要求施加开通或关断的信号;对半控型器件只需提供开通控制信号;对全控型器件则既要提供开通控制信号;又要提供关断控制信号。
门极可关断晶闸管简称GTO, 就是一种通过门极来控制器件导通与关断的电力半导体器件,它的容量仅次于普通晶闸管,它应用的关键技术之一就是其门极驱动电路的设计。
门极驱动电路设计不好,常常造成GTO晶闸管的损坏,而门极关断技术应特别予以重视。
门极可关断晶闸管GTO的电压、电流容量较大,与普通晶闸管接近,因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。
2、GTO驱动电路的设计要求由于GTO就是电流驱动型,所以它的开关频率不高。
GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路与门极反偏电路三部分,可分为脉冲变压器耦合式与直接耦合式两种类型。
用理想的门极驱动电流去控制GTO 的开通与关断过程, 以提高开关速度,减少开关损耗。
GTO要求有正值的门极脉冲电流,触发其开通;但在关断时,要求很大幅度的负脉冲电流使其关断。
因此全控器件GTO的驱动器比半控型SCR复杂。
门极电路的设计不但关系到元件的可靠导通与关断, 而且直接影响到元件的开关时间、开关损耗, 工作频率、最大重复可控阳极电流等一系列重要指标。
门极电路包括门极开通电路与门极关断电路。
GTO对门极开通电路的要求:GTO的掣住电流比普通晶闸管大得多, 因此在感性负载的情况下, 脉冲宽度要大大加宽。
此外, 普通晶闸管的通态压降比较小, 当其一旦被触发导通后, 触发电流可以完全取消, 但对于GTO, 即使就是阻性负载, 为了降低其通态压降, 门极通常仍需保持一定的正向电流, 因此, 门极电路的功耗比普通品闸管的触发电路要大的多。
IR2132驱动器及其在三相逆变器中的应用作者：白向东来源：《现代电子技术》2010年第13期摘要:提出了IR2132驱动器在三相逆变器中的应用。
采用数字信号处理器对电源系统进行全数字控制,通过改变PWM波形的脉冲宽度和调制周期可以达到调压和变频的目的。
采用功率MOSFET和IGBT专用驱动芯片IR2132驱动三相桥式逆变电路。
介绍了IR2132驱动电路的特点、内部结构、工作原理和基于IR2132构成的三相逆变电路结构,并提出了一种新型实用的预制相位PWM数字控制方案,取代了传统的模拟驱动电路和模块化桥臂电路设计,降低了开发成本,并融合了多元化的保护功能使逆变电源系统的驱动电路变得简单可靠。
关键词:逆变器; IGBT; SPWM; 功率开关中图分类号:TM13 文献标识码:B文章编号:1004-373X(2010)13-0051-03IR2132 Drive and Its Application in Three-phase InverterBAI Xiang-dong(Shnxi of Electronic Technology Research Institute, Xi’an 710004, China)Abstract: The application of IR2132 drives in three-phase inverters is proposed, in which the fully digital control over the power supply systems is performed by digital signal processors, the variation of the voltage and frequency is achieved by changing the pulse width of PWM waveform and modulation period, and the three-phase bridge inverter circuit is drived by the aid of power MOSFET and IGBT dedicated driving chip IR2132. The IR2132 drive circuit characteristics, internal structure, working principle and the three-phase inverter circuit structure based on IR2132 are introduced. A new scheme of practical pre-phase PWM digital control is proposed, which replaces the traditional analog drive circuit and the modularization bridge arm circuit, reduces the development cost, and makes the drive circuits of inverting power-supply systems with the incorporation of diversification protection functions simple and reliable.Keywords: inverter; IGBT; SPWM; power switch0 引言逆变器已广泛用于交流电气传动、UPS等许多技术领域中,其主电路开关器件常采用IGBT 或等全控型器件,该类器件的开关动作需要靠独立的驱动电路来实现,并要求驱动电路的供电电源彼此隔离(如单相桥式逆变主电路需3组独立电源,三相桥式逆变主电路需4组独立电源)[1-2],这无疑增加辅助电源的设计困难和成本,同时也使驱动电路变得复杂,降低了逆变器的可靠性。
英飞凌3.3kV的IGBT模块作为一款成熟的产品，芯片技术已经从第二代发展到了第三代。
不少传统的传动行业客户会使用3.3kV等级的模块，轨道交通牵引行业更是大量使用3.3kV等级的模块。
高压变频行业客户也正逐步采用3.3kV系列模块进行技术更新，以替代传统1.2kV，1.7kV级联模式的复杂系统。
因此，对3.3kV等级的IGBT模块驱动电路进行研究十分有意义。
目前，市场上专业驱动器生产厂商有相关配套驱动器产品提供给客户选择，但是做为一款广泛应用的模块产品，很有必要做更深入的细节分析，希望能够帮助客户更安全合理的使用3.3kV系列模块产品。
英飞凌作为全球最大的功率半导体厂商，总部位于德国慕尼黑，可以提供从发电、输电到用电整个链条所需的功率半导体和功率模块。
英飞凌科技（中国）有限公司是2003年7月在上海成立的，除了负责中国区的市场和销售外，还拥有应用研发中心。
其中有关IGBT模块的支持则是亚太区的应用技术中心。
多年来，在半导体解决方案和客户服务上持续在业内居于领先。
对于3.3kV的驱动，无论是电路本身还是并联使用时的均流问题，英飞凌都有合适的解决方案。
所有相关测试都是在英飞凌上海的实验室完成。
本文主要从安全隔离、门极电路、有缘钳位和短路保护这几个方面来简单介绍下设计时要注意的事项。
这里借助一款使用英飞凌驱动芯片1ED020I12的3.3kV驱动设计来作分析，图1和图2分别为驱动板和适配板的实物图。
另外，英飞凌还能够提供3.3kV并联方案的测试板。
图1 3.3kV驱动板图2 3.3kV有源适配板1. 驱动的安全隔离在设计高压IGBT驱动电路时，首先要考虑的就是安全隔离的问题。
不同电压等级的IGBT模块有不同的隔离要求，包括驱动信号与主电路的隔离以及初级供电电源与主电路的隔离。
驱动信号与主电路的隔离可以用光纤来实现。
用光纤隔离不仅绝缘好，使用方便，而且抗干扰能力也强。
使用光纤连接信号时要注意光纤收发器的工作温度，常见的塑料光纤，工作温度最高不超过85℃，可靠的工作环境温度一般是0℃～70℃。
英飞凌EiceDRIVER™门极驱动芯片2尊敬的客户及合作伙伴：您好！电力电子应用需要用到功率器件开关，而功率器件开关需要最合适的门极驱动解决方案。
电池驱动的应用、小型和大型家电、计算和电信服务器、电动车充电桩、太阳能和机器人等应用都电路设计有特殊的需求。
合适的门极驱动配置对于所有功率器件——无论是分立式还是功率模块——都至关重要。
运用最新技术的分立式器件——包括CoolMOS™和OptiMOS™ MOSFET、TRENCHSTOP™IGBT、CoolGaN™氮化镓HEMT、CoolSiC™碳化硅MOSFET——以及开放框架模块(如Easy、Econo功率模块)，都需要细调门极驱动电路才能充分发挥出它们的能力。
针对CoolGaN™和CoolSiC™等新式宽带隙功率器件，我们最常被问及的问题之一是“你们是如何驱动它们的呢？”英飞凌门极驱动提供从0.1 A到10 A的一系列典型的输出电流选项，适用于任何功率器件型号。
快速短路保护、可编程的死区时间、直通短路保护及有源关断等全面的门极驱动保护功能，使得这些驱动适用于包括CoolGaN™和CoolSiC™在内的所有功率器件。
英飞凌门极驱动还具备集成自举二极管、使能、故障报告、输入过滤器、OPAMP和DESAT保护等更先进的功能。
有源米勒箝位，和独立的拉/灌电流输出引脚功能，还有助于提高设计的灵活性。
英飞凌EiceDRIVER™系列门极驱动让客户更容易驱动所有功率器件和功率模块。
针对电气隔离需求，英飞凌既提供基础型隔离产品，也提供增强型隔离产品。
我们始终坚守承诺，让英飞凌成为品质的代名词。
英飞凌拥有现代化的前瞻性质量管理体系，可通过将客户需求转化为实实在在的行动来支持公司的卓越运营。
我们致力于在成本、质量和上市时间上做到一流。
英飞凌的质量方针相当于一个安全屏障，能够避免以牺牲品质为代价来提高生产率。
英飞凌是功率半导体解决方案全球领先的供应商之一，可让您的生活更轻松、更安全、更环保。
高速MOSFET门极驱动电路的设计应用指南一、背景介绍二、设计步骤及要点1.确定MOSFET型号和工作条件：根据实际应用需求，选择合适的MOSFET型号，并确定其工作电压和电流。
这些参数将直接影响到驱动电路的设计。
2.确定驱动电源电压和电流：根据MOSFET的特性参数，选择合适的驱动电源电压和电流。
一般来说，高速应用中通常需要较高的电源电压和电流，以确保MOSFET能够迅速开关。
3.选择驱动芯片或设计驱动电路：根据以上参数，选择合适的驱动芯片或自行设计驱动电路。
常用的驱动芯片有IR2110、TC4420等，可以根据实际应用需求选择合适的芯片。
4.进行驱动电路的布局和连接：根据驱动芯片或电路设计，进行布局和连接。
注意保持短而稳定的门极连接线路，尽量减小电流环路和电磁干扰。
5.添加保护电路：考虑MOSFET的过电流、过压等保护问题，设计相应的保护电路，以确保MOSFET的安全工作。
6.进行仿真和测试：通过仿真软件进行仿真分析，验证电路设计是否满足要求。
同时，进行实际测试，检查电路的性能和稳定性。
三、高速MOSFET门极驱动电路的典型设计示例下图为一种常用的高速MOSFET门极驱动电路设计示例，以IR2110为例：[电路图]该驱动电路可实现高速的MOSFET开关控制，具有较高的转换效率和可靠性。
其中VCC为驱动电源电压，VDD为MOSFET的工作电源电压，VIN为控制信号输入端，VD为MOSFET的漏极电压，R1和R2为限流电阻，D1为反向恢复二极管。
四、设计注意事项1.选择合适的驱动芯片或自行设计驱动电路时，要充分考虑芯片的最大驱动电流和工作频率等参数，以确保其满足实际应用需求。
2.在设计驱动电路时，要注意尽量减小电流回路和电磁干扰，保持稳定的门极连接线路。
3.添加合适的保护电路，以保护MOSFET免受过电流、过压等故障的影响。
4.在设计完成后，进行仿真分析和实际测试，检查电路的性能和稳定性，并及时进行调整和改进。
产品描述XD9125 是一款内部高度集成的原边控制、恒流模式LED 驱动开关品。
在同一个晶圆上，XD9125集成有650V 功率MOSFET 和控制器。
此外，芯片还集成有高压启动电路和变压器退磁检测电路，支持无辅助绕组设计。
芯片采用带线电压补偿的PFM 控制，实现LED 恒流控制。
XD9125集成有完备的保护功能以保障系统安全可靠的运行，如VDD 欠压保护功能、逐周期电流限制、过热保护、LED 开路和短中保护等。
SOP-8主要特点■ 内部集成高压 650V MOSFET ■ ±4%恒流精度 ■ 超低工作电流 ■ 无辅助绕组设计 ■ 集成式过热功率补偿■集成式高压电流源提高启动速度 ■ 集成式线电压补偿优化调整率■内部保护功能:∙ LED 开路和短路保护 ∙ 芯片过热保护 ∙ 逐周期电流限制 ∙ 前沿消隐 ∙ 脚位悬空保护 ∙ VDD 脚欠压保护 ■封装类型SOP-8应用■LED 蜡烛灯 ■ LED 球泡灯 ■ LED PAR 灯 ■ LED 射灯■及其它LED 照明等等典型应用图注：以上线路及参数仅供参考，实际的应用电路请在充分的实测基础上设定参数。
管脚封装管脚封装图适宜功率参考表管脚功能描述订购信息D芯片内部功能框图极限参数（备注1）推荐工作条件（备注2）参数参数范围单位适宜工作环境-40 to 85 o C电气参数(无特别说明，环境温度为T A = 25O C)备注1：超出列表中“极限参数”可能会对器件造成永久性损坏。
极限参数为应额定值。
在超出推荐的工作条件和应力的情况下，器件可能无法正常工作，所以不推荐让器件工作在这些条件下。
过度暴露在高于推荐的最大工作条件，可能会影响器件的可靠性。
备注2：在超出以上参数的条件下，无法保障芯片的正常运行。
备注3：参数取决于实际设计，在批量生产时进行功能性测试。
参数特性曲线功能描述XD9125是一款内部高度集成的降压型准谐振式LED 恒流驱动开关器。
几种用于IGBT驱动的集成芯片2. 1 TLP250（ TOSHIBA公司生产）在一般较低性能的三相电压源逆变器中 , 各种与电流相关的性能控制 , 通过检测直流母线上流入逆变桥的直流电流即可 , 如变频器中的自动转矩补偿 . 转差率补偿等 . 同时 , 这一检测结果也可以用来完成对逆变单元中 IGBT实现过流保护等功能 . 因此在这种逆变器中 , 对 IGBT驱动电路的要求相对比较简单 , 成本也比较低 . 这种类型的驱动芯片主要有东芝公司生产的 TLP250, 夏普公司生产的 PC923等等 . 这里主要针对 TLP250做一介绍 .TLP250包含一个 GaAlAs光发射二极管和一个集成光探测器 , 8脚双列封装结构 . 适合于 IGBT或电力MOSFET栅极驱动电路 . 图 2为 TLP250的内部结构简图 , 表1给出了其工作时的真值表 .TLP250的典型特征如下：1）输入阈值电流（IF）： 5 mA（最大） ;2）电源电流（ICC）： 11 mA（最大） ;3）电源电压（VCC）： 10～ 35 V;4）输出电流（IO）：± 0.5 A（最小） ;5）开关时光（tPLH /tPHL）：0.5 μ s（最大） ;6）隔离电压：2500 Vpms（最小）.表2给出了TLP250的开关特征,表3给出了TLP250的推举工作前提.注：使用 TLP250时应在管脚 8和 5间连接一个 0.1 μ F的陶瓷电容来稳定高增益线性放大器的工作 , 提供的旁路作用掉效会损坏开关性能 , 电容和光耦之间的引线长度不应超过 1 cm.图 3和图 4给出了 TLP250的两种典型的应用电路 .在图 4中 , TR1和 TR2的选取与用于 IGBT驱动的栅极电阻有直接的关系 , 例如 , 电源电压为24V时 ,TR1和 TR2的Icmax≥ 24/Rg.图 5给出了 TLP250驱动 IGBT时 ,1 200 V/200 A的 IGBT上电流的试验波形（50 A/10 μ s） . 可以看出 , 因为TLP250不具备过流呵护功效 ,当 IGBT过流时, 经由过程掌握旌旗灯号关断 IGBT, IGBT中电流的下降很陡 , 且有一个反向的冲击 . 这将会产生很大的 di/dt和开关损耗 , 而且对控制电路的过流保护功能要求很高 .TLP250使用特点：1） TLP250输出电流较小 , 对较大功率 IGBT实施驱动时 , 需要外加功率放大电路 .2）由于流过 IGBT的电流是通过其它电路检测来完成的 , 而且仅仅检测流过 IGBT的电流 , 这就有可能对于 IGBT的使用效率产生一定的影响 , 比如 IGBT在安全工作区时 , 有时出现的提前保护等 .3）要求控制电路和检测电路对于电流信号的响应要快 , 一般由过电流发生到 IGBT可靠关断应在 10 μ s以内完成 .4）当过电流发生时 , TLP250得到控制器发出的关断信号 , 对 IGBT的栅极施加一负电压 , 使 IGBT硬关断 . 这种主电路的 dv/dt比正常开关状态下大了许多 , 造成了施加于 IGBT两端的电压升高很多 , 有时就可能造成IGBT的击穿 .2.2 EXB8..Series（ FUJI ELECTRIC公司临盆）跟着有些电气装备对三相逆变器输出机能请求的进步及逆变器本身的原因,在现有的很多逆变器中,把逆变单元 IGBT的驱动与呵护和主电路电流的检测分别由不同的电路来完成 . 这种驱动方式既提高了逆变器的性能 , 又提高了 IGBT的工作效率 , 使 IGBT更好地在安全工作区工作 . 这类芯片有富士公司的 EXB8..Series. 夏普公司的 PC929等 . 在这里 , 我们主要针对 EXB8..Series做一介绍 .EXB8..Series集成芯片是一种专用于 IGBT的集驱动 . 保护等功能于一体的复合集成电路 . 广泛用于逆变器和电机驱动用变频器 . 伺服电机驱动 . UPS. 感应加热和电焊设备等工业领域 . 具有以下的特点： 1）不同的系列（标准系列可用于达到 10 kHz开关频率工作的 IGBT, 高速系列可用于达到 40 kHz开关频率工作的 IGBT） .2）内置的光耦可隔离高达 2 500 V/min的电压 .3）单电源的供电电压使其应用起来更为方便 .4）内置的过流保护功能使得 IGBT能够更加安然地工作 .5）具有过流检测输出信号 .6）单列直插式封装使得其具有高密度的安装方式 .常用的 EXB8..Series 主要有：标准系列的 EXB850和EXB851, 高速系列的 EXB840和 EXB841. 其主要应用场合如表 4所示 .注： 1）标准系列：驱动电路中的信号延迟≤ 4 μ s 2）高速系列：驱动电路中的信号延迟≤ 1.5 μ s图 6给出了 EXB8..Series的功能方框图 .表 5给出了 EXB8..Series的电气特性 .表6给出了EXB8..Series工作时的推举工作前提 .表 6 EXB8..Series工作时的推举工作条件图 7给出了 EXB8..Series的典范运用电路 .EXB8..Series运用不合的型号 ,可以达到驱动电流高达 400 A,电压高达1200 V的各类型号的IGBT.因为驱动电路的旌旗灯号延迟时光分为两种：尺度型（EXB850.EXB851）≤ 4μs,高速型（ EXB840. EXB841）≤1 μ s, 所以标准型的 IC实用于频率高达 10 kHz的开关操作 , 而高速型的 IC适用于频率高达 40 kHz的开关操作 .在应用电路的设计中, 应留意以下几个方面的问题：—— IGBT栅射极驱动电路接线必须小于 1 m;—— IGBT栅射极驱动电路接线应为双绞线 ;——如想在IGB集电极产生大的电压尖脉冲,那么增长 IGBT栅极串联电阻（ Rg）即可 ;——应用电路中的电容 C1和 C2取值相同 , 对于EXB850和 EXB840来说 , 取值为33 μ F, 对于 EXB851和 EXB841来说 , 取值为47 μ F. 该电容用来吸收由电源接线阻抗而引起的供电电压变化 . 它不是电源滤波器电容 .EXB8..Series的使用特点：1） EXB8..Series的驱动芯片是通过检测 IGBT在导通过程中的饱和压降 Uce来实施对 IGBT的过电流保护的 . 对于 IGBT的过电流处理完全由驱动芯片自身完成 , 对于电机驱动用的三相逆变器实现无跳闸控制有较大的帮助 .2） EXB8..Series的驱动芯片对 IGBT过电流保护的处理采用了软关断方式 , 因此主电路的 dv/dt比硬关断时小了许多 , 这对 IGBT的使用较为有利 , 是值得重视的一个优点 .3） EXB8..Series驱动芯片内集成了功率放大电路 ,这在一定程度上提高了驱动电路的抗干扰能力 .4） EXB8..Series的驱动芯片最大只能驱动 1 200V /300 A的 IGBT, 并且它本身并不提倡外加功率放大电路 , 另外 , 从图 7中可以看出 , 该类芯片为单电源供电 , IGBT的关断负电压信号是由芯片内部产生的－ 5 V 信号 , 容易受到外部的干扰 . 因此对于 300 A以上的IGBT或者 IGBT并联时 , 就需要考虑别的驱动芯片 , 比如三菱公司的 M57962L等 .图 8给出了 EXB841驱动 IGBT时 , 过电流情况下的实验波形 . 可以看出, 正如前面介绍过的, 由于EXB8..Series芯片内部具备过流保护功能 , 当 IGBT过流时 , 采用了软关断方式关断 IGBT, 所以 IGBT中电流是一个较缓的斜坡下降 , 这样一来 , IGBT关断时的 di/dt明显减少 , 这在一定程度上减小了对控制电路的过流保护性能的要求 .2. 3 M579..Series（ MITSUBISHI公司生产）M579..Series是日本三菱公司为 IGBT驱动提供的一种 IC系列 , 表 7给出了这种系列的几种芯片的基本应用特性（其中有＊者为芯片内部含有 Booster电路） .在 M579..Series中 , 以 M57962L为例做出一般的解释 . 随着逆变器功率的增大和结构的复杂 , 驱动信号的抗干扰能力显得尤为重要 , 比较有效的办法就是提高驱动信号关断 IGBT时的负电压 , M57962L的负电源是外加的（这点和 EXB8..Series不同） , 所以实现起来比较方便 . 它的功能框图和图 6所示的 EXB8..Series功能框图极为类似 , 在此不再赘述 . 图 9给出了 M57962L在驱动大功率 IGBT模块时的典型电路图 . 在这种电路中 , NPN 和 PNP构成的电压提升电路选用快速晶体管（tf≤ 200 ns） , 并且要有足够的电流增益以承载需要的电流 .在使用 M57962L驱动大功率 IGBT模块时 , 应注意以下三个方面的问题：1）驱动芯片的最大输出电流峰值受栅极电阻Rg的最小值限制 , 例如 , 对于 M57962L来说 , Rg的允许值在 5 Ω 左右 , 这个值对于大功率的 IGBT来说高了一些 , 且当 Rg较高时 , 会引起 IGBT的开关上升时间 td(on). 下降时间 td(off)以及开关损耗的增大 , 在较高开关频率（ 5 kHz以上）应用时 , 这些附加损耗是不可接受的 .2）即便是这些附加损耗和较慢的开关时间可以被接受 , 驱动电路的功耗也必须考虑 , 当开关频率高到一定程度时（高于 14 kHz） , 会引起驱动芯片过热 .3）驱动电路缓慢的关断会使大功率 IGBT模块的开关效率降低 , 这是因为大功率 IGBT模块的栅极寄生电容相对比较大 , 而驱动电路的输出阻抗不够低 . 还有 , 驱动电路缓慢的关断还会使大功率 IGBT模块需要较大的吸收电容 .以上这三种限制可能会产生严重的后果 , 但通过附加的 Booster电路都可以加以克服 , 如图 9所示 .从图 10（ a）可以看出 , 在 IGBT过流信号输出以后 , 门极电压会以一个缓慢的斜率下降 . 图 10（ b）及图10（ c）给出了 IGBT短路时的软关断过程（集电极－发射极之间的电压 uCE和集电极电流 iC的软关断波形）0 引言跟着电力电子技巧朝着大功率.高频化.模块化成长,绝缘栅双极品体管(IGBT)已广泛运用于开关电源.变频器.电机掌握以及请求快速.低损耗的范畴中.IGBT是复合全控型电压驱动式电力电子器件,兼有MOSFET和GTR的长处：输入阻抗高,驱动功率小,通态压降小,工作频率高和动态响应快.今朝,市场上500~3000V,800～l800A的IGBT,因其耐高压.功率大的特征,已成为大功率开关电源等电力电子装配的首选功率器件.1 驱动呵护电路的原则因为是电压掌握型器件,是以只要掌握ICBT的栅极电压就可以使其开通或关断,并且开通时保持比较低的通态压降.研讨标明,IGBT的安然工作区和开关特征随驱动电路的转变而变更.是以,为了包管IGBT靠得住工作,驱动呵护电路至关重要.IGBT驱动呵护电路的原则如下.(1)动态驱动才能强,能为栅极供给具有峻峭前后沿的驱动脉冲;(2)开通时能供给适合的正向栅极电压(12~15V),关断时可以供给足够的反向关断栅极电压(一5V);(3)尽可能少的输入输出延迟时光,以进步工作效力;(4)足够高的输入输出电气隔离特征,使旌旗灯号电路与栅极驱动电路绝缘;(5)消失短路.过流的情形下,具有敏锐的呵护才能.今朝,在现实运用中,广泛运用驱动与呵护功效合为一体的IGBT专用的驱动模块.2 集成驱动模块为懂得决IGBT的靠得住驱动问题,世界上各厂家丌发出了浩瀚的IGBT集成驱动模块.如日本富士公司的EXB系列,三菱电机公司的M57系列,三社电机公司的GH系列,美国国际整流器公司的TR系列,Unitrode公司的UC37系列以及国产的HL系列.以下是几种典范的集成驱动模块.2.1 EXB841模块的剖析EX841高速驱动模块为15脚单列直插式构造,采取高隔离电压光耦合器作为旌旗灯号隔离,内部构造图如图l所示,其工作频率可达40 kHz,可以驱动400 M600 V以内及300 A/l200 V的IGBT管,其隔离电压可达2500AC/min,工作电源为自力电源20±1V,内部含有一5V稳压电路,为ICBT的栅极供给+15V的驱动电压,关断时供给一5V的偏置电压,使其靠得住关断.当脚15和脚14有10 mA电流畅过时,脚3输出高电平而使IGBT在1μs内导通;而当脚15和脚14无电流畅过时,脚3输出低电平使IGBT关断;若ICBT导通时因推却短路电流而退出饱和,Vce敏捷上升,脚6悬空,脚3电位在短路后约3．5μs后才开端软降.EXB841典范运用图如图2所示,电容C1.C2用于接收高频噪音.当脚3输出脉冲的同时,经由过程快速二极管D1检测IGBT的C—E间的电压.当Vce>7V时,过流呵护电流掌握运算放大器,使其输出软关断旌旗灯号,在10μs内将脚3输出电平降为O.因EXB841无过流自锁功效,所以外加过流呵护电路,一旦产生过流,可经由过程外接光耦TLP521将过流呵护旌旗灯号输出,经由必定延时,以防止误动作和包管进行软关断,然后由触发器锁定,实现呵护.缺点：EXB84l过流呵护阀值过高,Vce>7V时动作,此时已弘远于饱和压降;消失呵护肓区;在实现止常关断时仅能供给一5V偏压,在开关频率较高.负载过大时,关断就显得不成靠;无过流呵护自锁功效,在短路呵护时其栅压的软关断进程被输入的关断旌旗灯号所打断.2．2 M57962L模块的剖析M57962AL是一种14脚单列直捕式构造的厚膜驱动模块,其内部构造图如图3所示.它由光耦合器.接口电路.检测电路.准时复位电路以及门关断电路构成,驱动功率大,町以驱动600A/600V及400A/l200V等系列IGBT模块.M5796AL具有高速的输入输出隔离,绝缘电压也可达到AC 2500V/min;输入电平与TTL电平兼容,适于单片机掌握;内部有准时逻辑短路呵护电路,同时具有延时呵护特征;采取双电源供电方法,相对于EXB84l来说,固然多运用一个电源．但IGBT可以更靠得住地通断.典范运用图如图4所示.当驱动旌旗灯号经由过程脚14和脚13时,经由高速光耦隔离,由M57962AL内置接口电路传输至功率放大极,在M57962AL的脚5产生+15V开栅和一10V关栅电压,驱动IGBT通断.当脚1检测到电压为7V时,模块认定电路短路,立刻经由过程光耦输出关断旌旗灯号,使脚5输出低电平,从而将IGBT的G—E两头置于负向偏置,靠得住关断.同时,输出误差旌旗灯号使故障输出端(脚8)为低电平,从而驱动外接的呵护电路工作.延时2～3s后,若检测到脚13为高电平,则M57962AL恢复工作.稳压管DZ1用于防止D1击穿而破坏M57962AL,Rg为限流电阻,DZ2和DZ3起限幅感化,以确保靠得住通断.比较：与EXB841比拟,M57962AL须要双电源(+15V,一1OV)供电,外周电路庞杂.而恰是因为M57962AL可输出一10V的偏压,使得IGBT靠得住地关断;别的,M57962AL具有过流呵护主动闭锁功效,并且软关断时光可外部调节,而EXB84l的软关断时光无法调节.所以M57962AL较EXB841更安然.靠得住.2.3 HL402模块的剖析HL402是17脚单列直插式构造,内置有静电屏障层的高速光耦合器实现旌旗灯号隔离,抗干扰才能强,响应速度快,隔离电压高.它具有对IGBT进行降栅压.软关断双重呵护功效,在软关断及降栅压的同时能输出报警旌旗灯号,实现封锁脉冲或分断主回路的呵护.它输出驱动电压幅值高,正向驱动电压可达15～17V,负向偏置电压可达10～12V,因而可用来直接驱动容量为400A/600V及300A/1200V以下的IGBT.HL402构造图如图5所示.图5中,VL1为带静电屏障的光耦合器,它用来实现与输入旌旗灯号的隔离.因为它具有静电屏障,因而明显进步了HL402抗共模干扰的才能.图5中U1为脉冲放大器,S1.S2实现驱动脉冲功率放大,U2为降栅压比较器,正常情形下因为脚9输入的IGBT集电极电压VCE不高于U2的基准电压VREF,U2不翻转,S3不导通,故从脚17和脚16输入的驱动脉冲旌旗灯号经S2整形后不被封锁.该驱动脉冲经S2.S2放大后供给应IGBT使其导通或关断,一旦IGBT退饱和,则脚9输入集电极电压给IGBT使其导通或关断,并且脚9输入的集电极电压采样旌旗灯号VCE高于U2的基准电压VREF,比较器U2翻转输出高电平,使S3导通,由稳压管DZ2将驱动器输出的栅极电压VGE下降到10V.此时,软关断准时器U3在降栅压比较器U2翻传达到设定的时光后,输出正电压使S4导通,将栅极电压软关断降到IGBT的栅射极门限电压,给IGBT供给一个负的驱动电压,包管IGBT靠得住关断.HL402典范运用图如图6所示.在现实电路中,C1.C2.C3.C4需尽可能地接近H1402的脚2.脚l.脚4装配.为了防止高频耦合及电磁干扰,由HL402输出到被驱动IGBT栅射极的引线须要采取双绞线或同轴电缆屏障线,其引线长度不超出1m.脚9和脚13接至IGBT集电极的引线必须离开走,不得与栅极和发射极引线绞合,以免引起交叉干扰.光耦合器L1可输入脉冲封锁旌旗灯号,当L1导通时,HLA02输出脉冲立刻被封锁至-10V.光耦合器L2供给软关断报警旌旗灯号,它在躯动器软关断的同时导通光耦合器L3,供给降栅压报警旌旗灯号.运用中,经由过程调剂电容器C5.C6.C7的值,可以将呵护波形中的降栅压延迟时光.降栅压时光.软关断斜率时光调剂至适合的值.在高频运用时,为了防止IGBT受到多次过电流冲击,可在光耦合器L2输出数次或1次报警旌旗灯号后,将输入脚16和脚17间的旌旗灯号封锁.小结：以上三者中,M57962AL和HL402都采取陶瓷基片黑色包装,EXB841采取覆铜板黄色包装,因为陶瓷基片的散热机能和频率特征比覆铜板好,HL402的负载才能和散热机能最好,加之合理的计划设计,在三者中的工作频率最高,呵护功效最全,而EXB841和M57962AL都没有降栅压呵护功效.别的,HL402和M57962AL供给负偏压的稳压管,放于外部,既有灵巧性又进步了靠得住性,而EXB841的稳压管在内部,经常因稳压管的破坏而掉效.是以,HL402凭借其优胜的机能可以填补别的两者的缺点.2．4 GH-039模块的剖析GH-039采取单列直插式12脚封装,功耗低.工作中发烧很小,可以高密度运用它采取单电源工作,内置高速光耦合器,带有软关断过流呵护电路,过流呵护除闭锁自身输出外,还给出供用户运用的同步输出端.它可以用来直接驱动300A/600V以下的IGBT模块.其内部构造图如图7所示,工作道理与EXB和M57系列模块相相似,这里不再赘述.而与EXB系列和M57系列的模块不合的是该模块已含有呵护后发送报警或动作旌旗灯号的光耦合器,所以运用中不须要像EXB和M57系列的模块外接光耦合器,因而加倍便利,其机能比EXB和M57系列的模块在呵护机能上加倍优胜;在靠得住性方面,因为GH-039是单电源供电,不克不及供给负偏压,从而导致ICBT不克不及靠得住地关断.与HL402比拟,CH-039呵护功效还不完美,它也同EXB841和M57962AL一样无降栅压呵护.是以,GH-039驱动模块也是出缺点的.GH-039典范接线图如图8所示.工作电源VCC为26V;为了保持电压稳固,滤波电容器应尽可能接近GH一039模块装配和运用,且其电容值不克不及小于10μF,并应选用高质量的电容;串入GH-039脚12与ICBT集电极之间的二极管D1,应选超快速恢复二极管,并且要包管其反向耐压不低于ICBT的集电极与栅极之间的额定电压;为防止所衔接的过流呵护端子光电隔离器的误动作,应在D1与GH一039的脚12之间串入100Ω的电阻;接于脚lO与脚12之间的D2选用超快速恢复二极管,其反向耐压可以低于IGBT的集射极间耐压.2．5 其他驱动器(1)IR系列驱动器 IR系列驱动器主如果为驱动桥臂电路而设计的,该芯片具有14脚,DIP封装.它具有过流呵护和欠压呵护功效,特殊是它具有自举浮动电源大大简化了驱动电源的设计,只用一路电源即可驱动多个功率器件.其缺点是本身不克不及产生负偏压,当用于驱动桥式电路时,因为米勒效应的感化,在开通与关断时刻,轻易在栅极上产生干扰,造成桥臂短路;别的IR系列驱动器采取了不隔离的驱动方法,在主电路的功率器件破坏时,高压可能直接串入驱动器件,致使驱动模块及前极电路破坏.(2)UC37系列驱动器该系列驱动器一般由UC3726和UC3727两片芯片配对运用,其工作频率较高,但在两芯片之间需增长脉冲变压器,给电路的运用和设计带来便利,是以该系列驱动器在我同并未得到推广.3 结语经由过程以上剖析比较,可得到如下结论.(1)以上6个系列的驱动器均能实现对IGBT的驱动与呵护;(2)EXB84l外周电路简略,仅需单电源供电,是最早进入我国市场的ICBT 驱动模块,技巧成熟,运用广泛;(3)EXB841与M57962AL在IGBT关断时代均能在栅极上施加负电压,进一步包管了IGBT的靠得住关断;(4)EXB841.M57962AL.GH一039和HL402都是自身带有对IGBT进行退饱和及过流呵护功效的ICBT驱动模块,且都是经由过程检测IGBT集射极间的电压来完成呵护功效的.但EXB841.M57962AL.GH一039在ICBT消失退饱和或过流时,仅可进行软关断的呵护.而HL402不单能进行软关断呵护,还可进行降栅压呵护.是以,HL402是四者中呵护功效最强,呵护功效设计最合理和呵护机能运用最便利的IGBT驱动器;(5)驱动雷同个数的IGBT功率开关时,IR系列所需工作电源起码,但不具有负偏压,轻易造成桥臂短路,实用于小功率驱动场合.。
升压led驱动芯片升压LED驱动芯片是一种特殊的驱动器，可以将低压直流电源的电压升高到较高的电压以驱动LED灯。
它被广泛应用于各类LED照明产品中。
升压LED驱动芯片由输入端、输出端和控制端组成。
输入端接收低压直流电源的输入，并通过一系列的电子元件将电压升高。
输出端将升高后的电压输出给LED灯。
控制端用于控制电压升压过程中的各种参数，以确保输出电压的稳定性和工作效率。
升压LED驱动芯片通常采用开环或闭环控制方式。
开环控制方式中，输入电压和输出电压之间通过反馈电路进行检测，控制输入电压的大小以达到输出电压的要求。
闭环控制方式中，在输入电压和输出电压之间增加了一个反馈回路，通过检测输出电压的大小再进行控制，可以更精确地控制输出电压的稳定性。
升压LED驱动芯片具有以下几个特点：1. 输入电压范围广：升压LED驱动芯片可以适应不同的低压直流电源输入，常见的输入电压范围为5V-36V。
2. 输出电压稳定：升压LED驱动芯片可以将输入电压升高到几十甚至上百伏特，输出电压的稳定性可以达到较高的精度。
3. 高效能：升压LED驱动芯片采用高效能的拓扑结构，能够提高功率转换效率，减少能量损耗。
4. 保护功能完善：升压LED驱动芯片内部具有过流保护、过压保护、短路保护等功能，可以有效地保护LED灯和芯片的安全。
5. 小尺寸：升压LED驱动芯片体积小巧，可以方便地嵌入到各种LED照明产品中。
升压LED驱动芯片广泛应用于各类LED照明产品中，例如：LED灯带、LED大屏幕、LED电视等。
通过升压LED驱动芯片的驱动，可以提供高亮度和稳定的光源，达到节能、环保和长寿命的LED照明效果。
综上所述，升压LED驱动芯片是一种重要的电子器件，通过将低压直流电源的电压升高以驱动LED灯。
它具有输入电压范围广、输出电压稳定、高效能、保护功能完善和小尺寸等特点，被广泛应用于LED照明产品中。
2IR2233在功率驱动中的应用发表日期：2007-1-17 16:12:13 来源：《电子元器件应用》IR2233在功率驱动中的应用摘要：IR2233是IR公司生产的一种高压高边功率MOSFET和IGBT驱动器。
该器件内部集成了互相独立的三组半桥电路，并具有多种保护电路。
文中简要介绍了IR2233的电气性能、工作原理，给出了IR2233的典型应用电路。
关键词：三相桥驱动；绝缘栅双极型晶体管；保护电路付胜杰彭侠夫厦门大学引言绝缘栅双极型晶体管是一种由双极晶体管与MOSFET组合的器件，它既具有MOSFET的栅极电压控制快速开关特性，又具有双极晶体管大电流处理能力和低饱和压降的特点，近年来已在各种电力变换装置中得到广泛应用。
但是，IGBT的门极驱动电路往往会影响IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路电流能力及du/dt等参数，从而影响IGBT的静态与动态特性，因此在使用IGBT时,最重要的工作就是要设计好驱动与保护电路。
International Rectifier 公司的IR2233是专为高压、高速功率MOSFET和IGBT门极驱动而设计的功率驱动器件。
本文就IR2233在门极驱动中的工作原理及其应用作一简述。
IR2233的主要性能及内部结构IR2233的内部结构如图1所示。
该驱动芯片内部集成了三个独立的相对高边和低边输出通道可分别用于三相应用。
其逻辑输入与5 V CMOS或LSTTL输出电平兼容。
一个独立的运算放大器通过外部检测电阻可提供一个桥电流模拟反馈。
电流释放功能可通过该电阻终止传送的6个输出，关闭功能可用于终止全部6个输出。
IR2233提供了一个开漏故障输出可用于指示过流或欠压关闭功能，输出驱动器是一个高脉冲电流缓冲级，可用于最小驱动器的交叉导通，传输延迟匹配适合于高频应用。
在高边结构中，可用浮动通道驱动N沟道功率MOSFET或IGBT，工作电压达1 200 V。
正常工作时，芯片输出门极驱动电压为12～20 V，输出电流可达420 mA，典型开通关断时间为700 ns，最小死区时间为200 ns，适用于5HP以下的三相电机驱动。
IGBT模块：技术、驱动和应用IGBT模块是一种集成了多个功率晶体管的集成电路，它能够承受高电压和高电流，广泛应用于电力变换和工业控制领域。
IGBT模块的技术、驱动和应用，是电力电子学、微电子学和电气工程领域的重要内容。
本文将针对IGBT模块的技术、驱动和应用进行详细的分析和讨论。
一、技术1. IGBT的结构和原理IGBT模块采用了IGBT功率晶体管技术，是一种高功率半导体器件。
IGBT由P型掺杂的底部导电层、N型的发射区、P 型区域和N型区域组成。
IGBT的结构与三极管相似，但它在结构上融合了场效应晶体管（FET）和双极型晶体管（BJT）的优点。
IGBT的输出开关特性类似于MOSFET，控制端需要施加正向偏置电压才能开启它。
然而，IGBT模块的输出电容较大，需要控制端施加负向电压才能关闭它。
2. IGBT模块的特性（1）高平均功率：IGBT模块能够承受高电压和高电流，适用于高功率应用。
（2）低电压降：IGBT模块的导通电阻比较低，导通时的电压降较小。
（3）快速开关：IGBT模块的响应速度较快，可以实现高频开关。
（4）耐高温：IGBT模块的工作温度范围宽，可以在高温环境下工作。
3. IGBT模块的制造工艺IGBT模块的制造过程包括晶体管芯片制造、封装和模块组装三个步骤。
晶体管芯片制造是IGBT模块制造的核心，它需要进行掺杂、生长晶片、刻蚀和沉积等多个步骤。
封装使晶体管芯片和引脚封装在一起，并对晶片进行保护。
模块组装是将多个IGBT芯片、散热器和电容器等部件组合起来形成一个完整的IGBT模块。
组装包括焊接、粘接和测试等多个工序。
4. IGBT模块的散热和保护IGBT模块的高功率和高温度会导致散热问题。
散热系统需要有效地排放IC模块产生的热量。
通常采用散热片、散热器和风扇等来散热。
保护系统需要检测IGBT模块的输出信号和工作状态，并及时停止或调节当前的工作状态以保证工作的稳定性和可靠性。
通常采用过流保护、过压保护和过温保护等方式进行保护。
设计指南使用高压门极驱动芯片目录简介 (1)自举电路 (2)自举电容选择 (2)考虑自举电路 (3)门极电阻 (4)门极开通电阻选取 (5)开关时间 (5)输出电压 斜率 (6)门极关断电阻选取 (6)寄生参数影响 (7)COM 低于G round (Vss-COM) (8)VS 低于 Ground (Vs-COM/VSS) (11)Vs 和V out间电阻 (11)Vs所需钳位二极管 (13)PCB布板指南 (14)高低电压间距 (14)铺地 (14)门极驱动回路 (14)供电电容 (15)走线和元件布放实例 (15)简介本文主要目的是祥述在应用高压门极驱动芯片驱动半桥时所可能遇到的最常见的问题及对策，应用实例是电机驱动。
下面的章节介绍：元件选取，如自举电路和门极开通、关断电阻等;半桥电路中的寄生元件及其影响，推荐了一些可能的解决方案。
最后介绍了布线指南。
所有的推荐方案，除非特别指出，都是针对IR典型的自举供电式门极驱动芯片的。
自举电路自举供电由一个二极管和一个电容组成，连接如图 1.图 1: 自举供电示意图这种方案的优势是简单且成本低，但是在占空比和导通时间方面会有局限，因为要求对自举电容反复充电放电。
正确的电容选择可以很大程度减小这种局限。
自举电容选择选择自举电容, 首先要计算在上管导通时的最小电压降 (ΔV BS )。
若V GEmin 是维持上管开通的最低门极电压，那么BS 的压降应该满足以下条件:CEonGE F CC BS V V V V V −−−≤∆min 在此条件下:−>BSUV GE V V min V CC 芯片供电电压， V F 是自举二极管正向导通压降, V CEon 下管导通电压，V BSUV- 高端供电门限。
如下我们考虑使得V BS 下降的因素:−IGBT 开启所需门极电荷 (Q G );−IGBT 栅源漏电流 (I LK_GE );−浮动静态电流 (I QBS );−浮动漏电流 (I LK )−自举二极管漏电流 (I LK_diode );−自举二极管前向导通时的压降(I DS- )−内部高压切换所需电荷 (Q LS );−自举电容漏电流 (I LK_CAP );−上管导通时间(T HON ).bootstrap diodebootstrap resistor motorV CCI LK_CAP 仅在使用电解电容时出现，而在使用其他类型电容时可以忽略.强烈推荐至少使用一个低ESR 的陶瓷电容 (电解电容和陶瓷电容并联是很有效的方案).那么:HONDS CAP LK DIODE LK LK QBS GE LK LS G TOT T I I I I I I Q Q Q ⋅+++++++=−)(___自举电容最小容值是:BSTOT BOOT V Q C ∆=min 实例如下:a)使用25A @ 125C IGBT (IRGP30B120KD)和半桥驱动芯片(IR2214):•I QBS = 800 µA (数据表 IR2214);•I LK = 50 µA (数据表 IR2214);•Q LS = 20 nC;•Q G = 160 nC (数据表 IRGP30B120KD);•I LK_GE = 100 nA (数据表 IRGP30B120KD);•I LK_DIODE = 100 µA (反向恢复时间<100 ns);•I LK_CAP = 0(陶瓷电容忽略此项);•I DS- = 150 µA (数据表 IR2214);•T HON = 100 µs.And:•V CC = 15 V •V F = 1 V•V CEonmax = 3.1 V •V GEmin = 10.5 V 最大电压压降 ΔV BS 是V V V V V V V V V V CEon GE F CC BS 4.01.35.10115min =−−−=−−−≤∆自举电容容值满足以下条件:nFVnCC BOOT 7254.0290=≥注释:1.以上V CC 选取为15V. 一些IGBT 需要更高的供电，那么就调整公式中的Vcc.2.这种自举电容的选取没有考虑占空比或选取没有考虑PWM 占空比或电流频率.仅仅考虑了上管浮动开通一次时所需要的门极电荷.若考虑了PWM 占空比, 自举电路选取时PWM 调制模式(6步，12步, 正弦波) 须加以考虑.考虑自举电路a.电压 纹波三种情况可能发生在自举电容充电的过程中 (见图 1):∙I LOAD < 0; 负载电流从下管流过，饱和压降为V CEonCEonF CC BS V V V V −−=这种情况下V BS 最低. 这代表自举电容选取最糟的情况. 当IGBT 关断时Vs 点被负载电流抬高，直到上管寄生二极管再次导通。
∙I LOAD = 0; 下管未开通，V CE 可忽略FCC BS V V V −=∙I LOAD > 0; 负载电流从寄生二极管流过FPF CC BS V V V V +−=这种情况有最高的V BS .为减小欠压电压的风险, 自举电容应该按照I LOAD <0的情况选取.b.自举电阻电阻 (R boot )和自举二极管串联 (见图1)以限制自举电容刚开始充电时的电流.自举电阻的选取严格和V BS 的时间常数相关.给自举电容充电的最小开通时间必须被考虑.c.自举电容对于高T HON ，会使用坦电解电容电容, 它的ESR 必须纳入考虑. 此寄生电阻和R boot 形成分压关系，使第一次给 V BS 充电时产生电压阶跃. 电压阶跃和相应的速度(dV BS /dt) 必须加以限制.作为通常的准则, ESR 必须遵循以下公式:VV R ESR ESRCC BOOT3≤⋅+低ESR 的陶瓷电容和电解电容并联通常是最好的折衷, 陶瓷电容的作用是利用它的低ESR 来限制第一次充电时的电压阶跃，即限制dV BS /dt, 而坦电容的容值来减小V BS 电压变化ΔV BS .d.自举二极管此二极管的反向耐压必须大于直流母线电压，并且反向恢复时间要够快 (trr < 100 ns)来减少在该时间内从自举电容向V CC 放掉的电荷.门极电阻被驱动管的开关速度由门极选取的电阻决定，该电阻控制门极开通和关断电流.以下部分介绍选取门极电阻的一些基本准则，总的门极电阻还包含芯片内部 的电阻 (R DRp 和R DRn 分别对应内部驱动的P 管和N 管).例子使用IGBT 作为功率开关. 图 2为各种符号的定义。
另外，V ge * 指平台电压电压, Q gc 和 Q ge 分别指开通IGBT 过程中，门极到集电极和门极到发射极所需电荷.图 2: 符号定义门极开通电阻选取选取门极电阻，用于控制开关时间或dV/dt.以下分别介绍。
开关时间在以下的讨论中, 开关时间 t sw 定义为从一开始到平台电压结束的时间 (包括送到IGBT 门极的开关总电荷Q gc + Q ge ). 为获得所需的开关时间，门极电阻的选取根据以下公式，由Q ge , Q gc , Vcc , V ge * 等因素决定(见图 3):swgegc avg t Q Q I +=及avggeTOT I V Vcc R *−=这里Gon DRp TOT R R R +=, R Gon = 门极开通电阻 , R DRp =驱动等效导通电阻 (从门极驱动数据表查阅)V ge *图 3: R Gon 选取表 1所示为使用两个常见的IGBT,数据表典型值，并假设Vcc=15V 时得到的门极电阻值输出电压 斜率门极开通电阻 R Gon 能用于控制输出电压斜率(dV OUT /dt).因为输出电压斜率变化是非线性的,最大输出电压斜率是以下公式:RESoffavg out C I dt dV =代入 I avg 并整理公式:dtdV C V Vcc R outRESoff geTOT⋅−=*作为例子, 表 2 所示为为获得dV out /dt=5V/ns 所选取的门极电阻，使用两个常见的IGBT,数据表典型值，并假设Vcc=15V .门极关断电阻选取选取R Goff 要考虑的最糟的情况是当IGBT 关断的时候被迫误导通的情况。
在这种情况下,下管已经关断，上管在开通过程中，因为在 C RESoff 两端的电压变化dV/dt 产生的电流流入 R Goff 和 R DRn (见图 4)1导致下管门极电位抬高.若下管门极电压超过了IGBT 的开启门极电压，它就会开通，因为这时上管亦开通，这就导致了直通。
1假设门极电压在dV/dt 变化时保持固定. C IES 比C RES 大两个数量级),ON图 4: R Goff 选取: 下管关断上管开通过程中电流的流向以下介绍如何选取门极关断电阻防止上（下）管开通时导致的下（上）管IGBT 的误导通 (见图 4).其他可能出现的dV/dt 也必须纳入考虑. 一个例子是由电机长引线耦合引起的dV/dt (高频尖刺).因此，门极关断电阻必须针对最糟的情况正确的选取。
以下是为防止下管误导通IGBT 门极门限电压需满足的公式：()()dtdV C R R I R R V out RESoffDRn Goff DRn Goff th ⋅+=⋅+≥整理为:DRnRESoffth Goff R dtdV C V R −⋅≤举个实例, 表 3 所示为对于两种典型的IGBT ，根据上式计算出的 R Goff （假设可耐受dV out /dt = 5V/ns ）.注释: 以上是理论的门极电阻选取计算方法. 实际中，选取电阻时，须考虑更准确的器件模型和由PCB 和布线连接引起的寄生参数。
选取门极电阻还需遵循功耗的限制，此处暂不讨论。
寄生参数影响图 5中所示为电机驱动的一相。
介绍一些驱动中的功率级特性。
图 5:功率级的寄生参数为了正确的功率驱动，了解杂散电感的效果非常重要。
在通常的情况下，由电流突变引起的快速电压变化有可能影响到门极驱动的性能。
因为上下管的输入信号都参考于同一个地，避免板上的铺地和地的走线接近板上的开关部分是很重要的. 这种方案减小了驱动开关耦合的噪声. 此外建议在ground脚和板上所有门极驱动的ground间使用星形接法(见后文布板指南).COM 低于Ground (Vss-COM)下管的关断造成了COM低于Vss的情况. 图 6 所示为半桥应用中下管附近一些杂散参数(为完整，电流传感电阻也纳入简图).图 6:下管关断时相关的寄生参数分析在下管流过负载电流时关断下管的情况（图6中，实线为负载电流，虚线为门极关断IGBT 时流出的电流）. 在关断过程中，流过寄生杂散电感 (L DC-) 的电流迅速变化，导致COM 电压低于ground. 电压计算公式如下: dtdI L V DC dc L DC L−−⋅=−.此公式说明COM 的负过冲大小和杂散电感大小及其电流变化率有关。
