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          基于2SC0108T 芯片的三电平IGBT模块驱动电路

          摘 要:介绍了基于2SC0108T 驱动芯片的三电平IGBT 模块驱动板,该驱动板具有电源欠压保护、短路保护等功能。利用PSpice 电路仿真软件对其前级PWM 驱动信号调理电路及故障信号反馈电路进行了原理性验证,同时与F3L400R12PT4 型三电平IGBT 模块进行联调,通过斩波试验和短路试验证明了该款驱动板在工程应用中的有效性和可靠性。
          0 引言
          相较于两电平逆变电路而言,三电平逆变电路既能减小IGBT器件的开关损耗,又能提高电能质量[1-2]。为迎合市场需求,应用F3L400R12PT4 型三电平IGBT模块开发出具有三电平拓扑结构的逆变器。IGBT是逆变器中关键部件之一,而高性能的驱动电路能更好地保证IGBT 获得优良的开通和关断特性,且在IGBT 发生故障时能更好地实施保护动作,从而最大限度地保证逆变器的高效性和可靠性。本文介绍了一款基于2SC0108T驱动芯片的三电平IGBT驱动板[3],对其前级输入信号调理电路、故障信号反馈电路及短路保护电路进行了深入分析,并将该驱动板与F3L400R12PT4型三电平IGBT 模块联调,通过模块斩波测试与短路测试验证了该驱动板的优良性能,包括良好的电磁兼容性[4 ]。
          1 2SC0108T 驱动芯片及三电平IGBT 模块简介
          2SC0108T是一款低功耗、双驱动通道的SCALE-2驱动芯片,具有广阔的应用平台和高可靠性。其供电电源为15 V,逻辑输入电平兼容3.3~15 V信号,通用性好;同时门极输出信号高电平为15 V,低电平为-8 V,单通道驱动功率为1 W,最大驱动电流为8 A,可驱动600 A/1 200 V的IGBT。该驱动芯片在合理地配置外围电路后具有短路保护、电源监控等功能,且抗电磁干扰特性优良。传统的IGBT 驱动电路一般与IGBT 分开安装,为了减小驱动信号线上的寄生电感、寄生电容与电磁干扰,本文所设计的IGBT驱动板直接安装在IGBT模块上。
          T型三电平逆变器IGBT电路拓扑如图1所示。
          三电平逆变器拓扑结构
          图1 三电平逆变器拓扑结构
          Fig.1 Topologystructureofthree-levelinverter
          图1中V1、V2、V3为F3L400R12PT4型IGBT模块。由图可知,一个IGBT模块构成一个相桥臂,驱动板直接安装于该IGBT模块上,用于驱动F3L400R12PT4型模块中的4个IGBT。
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