0 引言

IGBT和控制电路需要通过驱动电路接口连接，驱动电路对IGBT系统正常运行有着很大影响，所以必须要做好驱动电路的选择与设计工作。

针对同一行为，用两种罪名分别规定并不为过，就如同样调整诈骗行为的诈骗罪和保险诈骗罪即各有存在必要，这是为了刑法在社会生活中编织出更加严密的法网，充分实现罪刑法定原则的公平正义理念。

1 IGBT的驱动电路的形式

IGBT及其驱动电路的一般形式，如图1所示，一般采用对管推挽式开关放大输出，供电电源多采用双电源供电，正电源为+15V，负电源为-10V，也有少数电路省去负电源，采用单电源供电的。

2 IGBT驱动电路的核心参数

IGBT驱动电路的性能优劣会影响到IGBT的工作性能，进而影响变流设备整体性能，所以保证IGBT驱动电路设计的科学性，可以确保变流设备各项性能指标符合标准。

2.1 IGBT驱动电路功率

驱动电路功率作为IGBT驱动电路设计的核心，可以分为平均功率、瞬时峰值功率。平稳驱动IGBT必须要保证驱动电路功率的合理性，确保IGBT开关动作更加可靠。结合IGBT规定标准确定驱动电路功率。

IGBT的栅极和发射极之间氧化膜很薄，因此过电压有可能击穿保护膜。对于普通的IGBT来说，栅极和发射极之间的电压不允许超过±20V，如果出现超压情况，就会造成IGBT损坏。所以，需要在栅极、发射极之间增设保护电路，确保IGBT系统可以安全平稳运行。

2.2 饱和压降

针对电路中电流变化率较大的情况，可以在电流较大时自动关断IGBT，如：在变流器过流、变流器短路时。为了减小电流的变化率，可以采用的方法有：首先，应用有源钳位，也就是在检测到电压过高时，高压信号反馈到栅极，主动向栅极注入电流，这样关断的IGBT再次开通，降低电流变化率从而降低关断电压[5]。其次，采集IGBT集电极电压，检测到电压较高时接通逻辑电路，实现缓慢关断，相当于增大了栅极驱动电阻，降低了电流变化率。

2.3 IGBT寄生参数

造成IGBT栅极超压损坏的原因：首先是变流设备的生产、运输、安装过程中，如果在此期间静电电荷不断累积，栅极G和发射集E之间静电累积不断增加，一旦超出了可承受能力，就会将IGBT栅极氧化层击穿，造成IGBT损坏[3]。其次是变流设备正常运行中，由于电路中电压、电流、磁场的突然变化，在栅极和发射极之间产生尖峰电压，对IGBT安全性带来很大威胁。

2.4 IGBT管的米勒电容引发的米勒效应

米勒效应在IGBT的单电源驱动中产生的影响尤为明显，常用如下方法来解决：一是改变栅极电阻，常采用不同的电阻分别进行开通和关断；二是在G和E之间适当增加电容；三是G和E之间并入额外晶体管PNP的有源钳位技术。

在IGBT正常运行当中，如果集电极C与发射极E间的电压超过IGBT所能承受电压，就会出现击穿损坏。IGBT产生过压现象主要是因为电路中电流突变，由IGBT集射极间电压V、电路杂散电感L、电流变化率D（主要是指电流下降速率di/dt）之间的关系，可知（V=L*di/dt）[4]。关断电压大小受到两个方面影响：电路中杂散电感量和电流变化率。所以降低关断电压也可以从两个方面出发：首先是减少线路中杂散电流（寄生电感量），但该方法成效有限；其次是在电路设计中减小电流变化率。下文主要是采用第二种方法。

厄沙把文字写在白布上面放在青海湖中央，拉祜汉子踩着鱼背取回来，但快到岸边时踩空滑到水中，白布湿了，拿到岸边去晒，白布有99层，晒了半天也没干，结果被黄牛吃了，拉祜人就这样失去了文字。第二次赐福是给种子，但只带回99颗，因手指缝中漏掉了。第三次赐福是给财富，拉祜只拿了一个烟袋，只有不能劳动的老人才能接受厄沙的赐福。第四次赐福是给大印，成为众人之王，引起了别族的嫉妒，于是设计骗走了大印，拉祜王只得领着自己部落的人，到很远的地方去。厄沙知道后，从此再也不赐福给拉祜人了。[注]娜朵：《拉祜族民间文学集》，云南人民出版社，1996年，第9-10页。

当IGBT在开关时，普遍会遇到的一个问题，即由于寄生米勒电容Cg而产生的米勒平台，如图2所示，基于IGBT栅极G与集电极C之间的耦合，在IGBT关断期间会产生一个很高的瞬态dv/dt，这样会引发栅极G与发射极E间的电压升高，而使IGBT误导通，很容造成IGBT损坏[2]。

3 栅极保护与电压应力抑制

3.1 IGBT栅极保护

优化驱动电路的功率可以通过负关断电压控制。如果负关断电压较低，会造成大功率驱动情况。根据IGBT的功率和参数手册，不考虑驱动电路体积和成本等因素，建议采用-5～-10V电压提升关断可靠性，并且还可以有效减少驱动功率。对于追求小体积和低成本的小功率IGBT驱动，可以采用单一电源供电。

功率回路、驱动电路直接受到IGBT寄生参数的影响，所以必须要提高对寄生参数的关注度。寄生参数包括输入电容、输出电容、米勒电容，这些参数都会直接给IGBT开关动作特性、驱动电路参数造成影响[1]。

3.2 IGBT集射极间电压抑制

现如今，形形色色的新颖罐头不断问世，它们包装小巧、方便携带、容易开启，给食用者带来了更多的方便，但是当初人们吃罐头的那种幸福感却越来越少了。

为了降低IGBT通态损耗，就要严格控制导通时的饱和电压，这就需要有较高驱动开通电压，最高不超过+20V。结合以往设计经验，通常将开通电压控制在+15V为最佳。

8、整枝压蔓：整枝时间要适当，整枝过早，影响根系发育生长，这是因为地上部植株生长与地下部根系生长存在相互影响制约的关系，整枝过晚达不到调节生长的目的，而且还消耗植株营养。侧蔓40厘米时开始整枝，保主蔓在根部选留二条健壮的侧蔓，其余蔓杈要全部除掉，在打根部多余侧蔓时不要留根茬，以免从根茬处长出孙蔓，整枝期间把侧蔓上叶腋内萌发的枝杈应及时打掉，选好果后如高温少雨可不再整枝，因果实是养份分配中心，座果植株长势趋向缓和，不存在长势过旺，另一方面可抽生部分侧枝与叶片，可增强光合作用，提高瓜秧寿命，防止瓜秧早衰。

4 IGBT过流保护与短路保护

4.1 IGBT过流保护

变流器过电流的情况在使用过程中难以避免，一旦出现了过流情况，由于IGBT承担功率变化，所以电流变大会影响IGBT可靠性。IGBT运行中可以分为两种形态：一是关断、二是导通。导通时，由于是处于非线性区的饱和导通，管压降非常小，损耗也就非常小。一旦发生了IGBT过流情况，如果处理不及时，IGBT电流会逐渐上升，达到额定电流的3倍以上，此时将产生IGBT将退出饱和，而进入线性放大区[6]。放大区中，IGBT的电流增加，管压降增大，让IGBT瞬时功率增加。一旦IGBT过流超出安全范围，就会出现过功率损坏风险。

针对此类问题，必须要在IGBT过流时保证安全，第一时间关断，但是关断速度过快，代表电流变化率非常大，导致IGBT在关断过程中会产生电压尖峰，威胁IGBT运行安全。因此，在关断过程中可以采用有源钳位、软关断等方法，实现电压应力抑制[7]。这样一旦IGBT发生过流，便可以更加安全的关断。

4.2 IGBT短路保护

如果变流器中的负载侧故障，会直接产生短路情况，输出电流会大幅度增加，流过IGBT的电流也会快速飙升[8]。通常IGBT短路有两种情况：一是变流器桥臂中发生直通，回流路径小、等效负载小（无限接近0）；二是在变流器负载侧出现短路情况，此时等效短路阻抗大，比如，负载电动机电缆破损产生的短路就属于这种情况，是变流器较为严重的短路问题。在产生短路问题时，如果不及时采取措施，会直接让IGBT退出饱和而进入放大区，其瞬时耗散功率突然剧增而造成损坏。这就要求在发生短路时，不仅要及时关断IGBT，而且为了保持电流变化率，关断速度要控制得比较平缓，以免因快速关断而产生过电压造成IGBT 损坏。产生桥臂直通短路故障时，IGBT工作电流快速上升，在短时间内产生退饱和电流，如果此时快速关断IGBT，会产生非常大的尖峰电压，甚至直接超过限值。所以这类短路也要缓慢关断IGBT[9-10]。

本文将专有知识定义为CPIKN中只被某一个协同成员掌握的知识。基于本文提出的加权知识超网络模型，协同成员pi拥有的专有知识集合

很多专用IGBT驱动集成电路都具备IGBT软关断功能，如M57962AL、HCPL316J等，并且M57962AL还可以外部调节软关断时间。

5 结语

综上所述，在IGBT驱动电路设计当中，除了要确保驱动电路性能符合标准，还要保证IGBT驱动电路可以安全、平稳运行，在极各种端情况下保证IGBT不受损坏。本文通过IGBT驱动电路参数、栅极保护与过电压抑制、过流与短路保护三个方面进行了分析，旨在保证IGBT系统运行的安全有效性。

参考文献

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[2]何跃军，韩旭，彭登峰.大功率IGBT驱动电路的研究[J].南昌航空大学学报（自然科学版），2012，16(3):76-78.

[3]任华清，傅强，苏桂国.高功率密度的IGBT驱动电路研究[J].机械与电子，2015(08):58-60.

[4]刘虹伶，刘明宇.一种脉冲变压器隔离的IGBT驱动电路的设计研究[J].电气技术， 2017，18(3):94-96.

[5]卢震宇，张全柱，张立伟.几种功率IGBT驱动电路的比较分析[J].中国农机化学报，2014， 035(06):118-122.

[6]石经纬，赵娟，冯荣欣.基于窄脉冲传输的脉冲展宽IGBT驱动电路[J].强激光与粒子束， 2019，31(11):87-93.

[7]徐德浩.IGBT门极驱动电路设计[J].科学咨询(科技·管理 )，2019(10):58-59.

[8]刘伟霞.基于RB-IGBT的AC-AC谐振变换器及其驱动技术研究[D].北京交通大学，2019.

[9]许路.中高压大功率IGBT驱动技术研究[D].合肥工业大学，2019.

[10]秦杨，田民.一种基于分立元件的低成本自举驱动电路[J].电子元器件与信息技术，2019(01): 45-47+64.