中频电源逆变电路IGBT驱动图作者：微叶科技 时间：2015-05-11 10:45
图1：桥逆变电路图
采用IGBT作为功率开关管的中频电源逆变电路，其全桥逆变电路图如图1所示，由于由于IGBT寄生电容和线路寄生电感的存在，同一桥臂的开关管在开关工作时会相互产生干扰，这种干扰主要体现在开关管栅极上。以上管开通对下管栅极产生的干扰为例，实际的驱动电路及其等效电路如图2
电路原理说明：
在实际电路中，虚线框部分是IR2100的输出推挽电路，Rs、RP分别是T。的栅极串、并联电阻，乙是栅极限幅稳压管。当上管T，开通时，下管T。的栅极信号必然为低电平，即Mz导通，M。两端可等效为一个电阻RM，这个电阻与R、RP一起等效为电阻RC。
乙两端相当于开路。电容cg.和C都是T的寄生电容。电感L是功率电路的等效寄生电感，I1是驱动电路的线路电感。 在Ti开通前，由于互补栅极信号死区的存在，T．、T2均处于关断状态，桥臂中点电压是高压母线电压UBUS的一半。当T．开通时，中点电压立刻．上升，很高的d比/df便I。和Tz的寄生电容发生振荡，由于Lg和R;的存在且Cge的阻抗也并不足够低，在T2的栅极会产生一个电压尖刺，这个电压尖刺的幅值随母线电压ubus和负载电流的增大而增大，可能达到足以导致T瞬间误导通的幅值，这时桥臂就会形成直通。同样地，当T。开通时，T，的栅极也会有电压尖刺产生。通过减小Rc和改善电路布线可以使这个电压尖刺有所降低，但均不能达到可靠防止桥臂直通的要求。足以导致T瞬间误导通的幅值，这时桥臂就会形成直通。同样地，当T。开通时，T，的栅极也会有电压尖刺产生。通过减小Rc和改善电路布线可以使这个电压尖刺有所降低，但均不能达到可靠防止桥臂直通的要求。
综合以上分析我们提出以下改进的一种栅极关断钳位电路，通过通过在开关管驱动电路中附加这种电路，可以有效地降低上述栅极电压尖刺。带有栅极关断钳位电路的驱动电路，如图3所示
电路原理说明：
栅极关断钳位电路由MOSFET管Mc1和Mc2、mc1极下拉电阻Rc1栅极上拉电阻＆组成。实际上该电路是由MOSFET构成的两级反相器。当M。：栅极为高电平时，Md导通，M吐因栅极为低电平而关断，不影响功率开关管的正常导通；当M．栅极为低电平时，M。，关断．M出因栅极为高电平而饱和导通，从而在功率开关管的栅极形成了一个极低阻抗的通路，将功率开关管的栅极电压钳位在ov，基本上消除了电压尖刺。在电路设计时，要注意使M。。的D、-极与功率开关管G、E极间的连线尽量短，以最大限度地降低功率开关管栅极的寄生电感和电阻。在电路板的排布上，M吐要尽量靠近功率开关管，而Me，、Rc，和如却不必太靠近M啦。这样既可以发挥该电路的作用，也不致于给电路板的排布带来很大困难。
IGBT中频电源的运用
1、能够实现恒功/恒流控制，温度检测，频率跟踪，零功率启动，电压，电流闭环控制；对过压，输出过流，交流欠压，缺项，输入过流，变压器过热等故障的实时监控，快速反应，适时显示；2、采用触摸屏显示与控制，人机界面友好；3、可选调压谐振输出模式，定频模式，定压调频模式；4、针对不同的负载，可以宽范围检测；5、0.2Khz—200Khz感应加热，对于定频率应用可以手动选择工作频率；6、对于谐振电源，能够对当前槽路的谐振频率自动跟踪。
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