IGBT的驱动和过流保护电路的研究

      正常工作时：

      当控制电路送来高电平信号时，光耦6N137导通，V1、V2截止，V3导通而V4截止，该驱动电路向IBGT提供+15V的驱动开启电压，使IGBT开通。

      当控制电路送来低电平信号时，光耦6N137截至，VI、V2导通。V4导通而v3截止，该驱动电路向IBGT提供-5v的电压，使IGBT关闭。

      当过流时：

      当电路出现短路故障时，上、下桥直通此时+15V的电压几乎全加在IGBT上．产生很大的电流，此时在短路信号检测电路中v2截止，A点的电位取决于D1、R6、R7和Vces的分压决定，当主电路正常工作时，且IGBT导通时，A点保持低电平，从而低于B点电位。所有A1输出低电平，此时V5截止，而c点为高电平，所以正常工作时。输入到光耦6N137的信号始终和输出保持一致。当发生过流时，IGBT集电极退饱和，A点电位升高，当高于B电位(即是所设置的电位)时，即是当电流超过设计定值时，A1翻转而输出高电平，V5导通，从而将C点的电位箝在低电位状态，使与门4081始终输出低电平，即无论控制电路送来是高电平或是低电平，输人到光耦6N137的信号始终都是低电平，从而关断功率管。从而达到过流保护。直到将电路的故障排除后，重新启动电路。

      4 仿真与实验

      本设计电路在orCAD软件的仿真图形如下：

      向驱动电路输入，高电平为+15v，低电平为-5v的方波信号。IGBT的输出波形如图3所示：

                                     图3 IGBT输出信号

      根据前面的原理和分析，该电路的实际电路输出波形如图4所示：

                                   图4实际电路输出波形

      5 结论

      (1)该驱动电路能够为IGBT提供+15v和-5V驱动电压确保IGBT的开通和关断。

      (2)具有过流保护功能，当过流时，保护电路起作用，及时的关断IGBT，防止IGBT损坏。

      (3)本电路的可根据负载的需要动态调节最大电流，可以有很广的使用范围。

      (4)本设计采用分立元件组成驱动电路，降低整个系统的成本。

      本文作者创新点：采用分立元件组成具有过流保护功能的驱动电路，降低整个系统的成本。根据负载的需要动态调节最大电流，可以有很广的使用范围。