[其它产品/技术] 一文弄懂IGBT驱动

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 楼主| alvpeg 发表于 2025-7-11 19:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
要了解什么是IGBT驱动,首先你需要了解什么是IGBT。
我们都知道,电机驱动是IGBT的主要应用领域之一。有的同学可能会有这样的困惑:
“IGBT本来就是驱动电机的,为什么它自己还需要一个驱动?IGBT驱动到底是做什么的?”
这个问题说来简单,就像《极简电力电子学》中所说:“IGBT本质上就是一个电子开关,就好比你家里墙上的开关,按一下,开关闭合,电灯亮起;再按一下,电灯熄灭。
当然,操作IGBT,不再是手,而是电子脉冲。高电平来临时,器件开通;低电平来临时,器件就关断。手动操作开关,可能一秒钟一两次,而我们的电子开关,一秒钟可以开关上万次,几十万次。
那么这时候问题来了:控制IGBT电子脉冲从哪儿来?
有的同学要举手了:我知道我知道!控制脉冲可以从MCU来!
非常棒!你都会抢答了!
MCU就像我们的大脑,它控制我们身体的一举一动。但它发出的神经元信号非常微弱,根本无法按动开关。所以大脑需要把这个信号传送给手,由手部肌肉运动来产生一定的力量,摁下开关。IGBT的驱动就是控制IGBT的、灵巧又有力量的“手”。
那么,信号从MCU到IGBT驱动芯片,中间都经历了什么?
MCU的输出电流是mA级别,而IGBT需要的驱动电流可能达到几安培。IGBT驱动要完成的首要任务,就是作为一个放大器,放大电流。
首先
MCU的输出电流是mA级别,而IGBT需要的驱动电流可能达到几安培。IGBT驱动要完成的首要任务,就是作为一个放大器,放大电流。
其次
MCU输出电平一般是3.3V,而IGBT一般的驱动电压要达到15V。IGBT驱动需要把3.3V信号转成15V信号。而且这个15V,不是一般的15V。IGBT一般工作在桥式电路中。桥式电路会承受母线电压。当电路不开关时,桥式电路的中点会承受一半的母线电压;在上管开通时,中点电位与母线电压相同。
这时上管IGBT驱动的工作,就是要在几百伏或上千伏的母线电压基础之上,再生成一个15V的电压信号来。好比说MCU提供了一棵长在地上的小树苗,IGBT驱动的工作不光是要把小树苗变成大树,还要把它移植到高山上去。听起来是不是很厉害!
最后
MCU 在低压侧,其供电电压一般为5V。IGBT在高压侧,母线电压可达几千伏。因为低压侧会有人机接口,所以绝对不能让高压侧高电压流窜到低压侧,给人体造成伤害!有的时候,IGBT驱动需要有一定的电气隔离能力,作为低压侧和高压侧之间的屏障,防止副边高压对原边操作的人体造成伤害。如果IGBT驱动不具有绝缘能力的话,绝缘屏障就要加在MCU与人机接口之间。
gengng 发表于 2025-7-23 20:58 | 显示全部楼层
来学习了!
tpgf 发表于 2025-7-26 16:58 | 显示全部楼层
IGBT作为功率开关器件,其驱动电路的设计直接影响性能、效率和可靠性
LOVEEVER 发表于 2025-7-31 11:02 | 显示全部楼层
IGBT驱动功率器件大功率必备的
hilahope 发表于 2025-8-4 10:51 | 显示全部楼层
通过 Rg 调节开关速度,在开关损耗与 di/dt、dv/dt 应力间找到平衡点
sdlls 发表于 2025-8-4 14:11 | 显示全部楼层
它在高压、高电流应用中表现出色,广泛应用于逆变器、变频器、开关电源等领域。
linfelix 发表于 2025-8-4 17:59 | 显示全部楼层
IGBT的驱动电压和电流必须满足其规格要求。过高的驱动电压可能导致IGBT损坏,而过低的驱动电压可能导致IGBT无法完全导通或截止。
jonas222 发表于 2025-8-5 14:36 | 显示全部楼层
典型驱动电路由​​驱动级(如MOSFET、BJT或集成芯片)​​、​​栅极电阻 ​​、​​隔离元件(光耦/变压器)​​、​​保护电路(如过流检测、钳位二极管)​​组成。
tabmone 发表于 2025-8-7 10:00 | 显示全部楼层
IGBT驱动电路可以根据需要提供电流放大功能,将来自控制系统的低电流信号转换为足够的电流驱动信号。
burgessmaggie 发表于 2025-8-8 11:23 | 显示全部楼层
门极电荷直接影响驱动能量和开关速度,数据手册中的参数常需修正后用于设计
wangdezhi 发表于 2025-8-8 14:06 | 显示全部楼层
IGBT驱动电路通过向IGBT提供适当的驱动信号,控制其导通和截止。当需要将功率模块中的IGBT导通时,驱动电路会提供足够的电压和电流使其导通。相反,当需要IGBT截止时,驱动电路会改变驱动信号以断开IGBT的导通。
minzisc 发表于 2025-8-8 16:46 | 显示全部楼层
IGBT驱动电路通常采用隔离电路进行逻辑与功率的电气隔离。这种隔离可以通过使用光耦合器(Optocoupler)或变压器来实现。光耦合器通过光信号将输入信号和输出信号隔离开,而变压器则通过互感作用实现隔离。隔离电路不仅可以提供电气隔离,还可以提高系统的噪声抑制能力,减少信号传输过程中的干扰和损耗。
febgxu 发表于 2025-8-11 16:15 | 显示全部楼层
驱动电路的信号延迟和失真会影响IGBT的开关性能,因此需要选择合适的驱动电路参数,以确保信号的准确性和快速响应。
janewood 发表于 2025-8-12 13:55 | 显示全部楼层
通过 UVLO、DESAT 过流保护、隔离设计,防止 IGBT 击穿或误导通
chenci2013 发表于 2025-8-12 16:50 | 显示全部楼层
通过合理选择驱动方式、优化电路参数、集成保护功能,可充分发挥IGBT的高频、高效、高可靠性优势。
pentruman 发表于 2025-8-12 19:30 | 显示全部楼层
根据IGBT额定电流选择阻值范围;考虑功率损耗,确保电阻能承受实际工况下的发热;可分别设置开通/关断电阻以优化开关特性35。
wangdezhi 发表于 2025-8-14 14:22 | 显示全部楼层
IGBT快速可靠开关,减少损耗;提供电气隔离,保障控制电路与高压电路安全;具备保护功能,防止过流、短路等异常损坏器件
xiaoyaodz 发表于 2025-8-14 17:01 | 显示全部楼层
IGBT模块将直流电网电压逆变为三相交流电,驱动牵引电机
albertaabbot 发表于 2025-8-14 19:12 | 显示全部楼层
通过NTC热敏电阻或温度传感器监测IGBT结温,触发保护动作。
dspmana 发表于 2025-8-14 22:11 | 显示全部楼层
IGBT虽有控制能力,但需特定条件触发维持导通/关断状态。MCU等控制信号源无法直接驱动,因其输出电流小、电压低且无高压侧供电能力
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