????圖1為上管IGBT驅(qū)動電路，其中由控制器產(chǎn)生PWM1及RESET信號輸出給光耦，同時光耦產(chǎn)生的IGBT故障信號FAIL_DR給控制器；TL1111芯片把輸入的+15變換成-10V關(guān)斷電壓；同時利用二極管D101使的上管三路驅(qū)動+15V和其它路相互隔離；圖2為下管IGBT驅(qū)動電路，下管的驅(qū)動電源無須隔離，從而使得單電源供電成為可能，簡化了驅(qū)動電源的設(shè)計。對比上管驅(qū)動電路和下管驅(qū)動電路的區(qū)別，除了上管有二極管下管沒有以外，還有就是+15V的地接在下管的EM_2而上管沒有。可以看到，當(dāng)下管的IGBT導(dǎo)通時，+15V的地通過下管的IGBT和上管的EM1相通，此時電解電容C104處于充電狀態(tài)，當(dāng)下管關(guān)斷時，通過C104放電來驅(qū)動上管IGBT導(dǎo)通。同時通過HCPL316故障檢測功能在IGBT過壓、過流及短路的情況下很好的保護IGBT。

?

圖2下管IGBT驅(qū)動電路

????在運行及試驗中發(fā)現(xiàn)的一些問題及改進措施此方案已成功應(yīng)用于25T和25G型電氣化列車逆變器上，性能可靠，運行穩(wěn)定。但是在為青藏鐵路的列車提供電源產(chǎn)品中逆變器在試驗時出現(xiàn)了問題。因為工作溫度范圍要求為-40℃～50℃，在做低溫試驗時（-40℃），逆變器出現(xiàn)帶載（制氧機）波形畸變，電機運行時抖動比較利害，聲音異常。通過電流鉗直觀地發(fā)現(xiàn)三相輸出電流不平衡，用示波器仔細(xì)觀察電流和電壓波形發(fā)現(xiàn)波形出現(xiàn)畸變。經(jīng)過分析開始認(rèn)為可能是驅(qū)動電源在低溫下輸出功率下降引起，后使用外接電源板故障依然沒有解決，才發(fā)現(xiàn)并不是驅(qū)動電源負(fù)載能力不夠或波動引起的。后通過在低溫下測量驅(qū)動信號發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)蜏貢r，逆變器上管三路驅(qū)動信號如下圖4，而下管三路驅(qū)動信號如下圖3。?

????經(jīng)測量和分析以上驅(qū)動波形發(fā)現(xiàn)：在低溫時三路上管IGBT驅(qū)動信號不正常，但分析認(rèn)為這種驅(qū)動信號不正常的情況是有驅(qū)動電源不正常引起的。在排除驅(qū)動電源有問題的情況下，仔細(xì)研究以上給出的驅(qū)動電路和反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下管導(dǎo)通時+15V給C104充電，而當(dāng)下管關(guān)斷時，C104放電驅(qū)動上管，但是當(dāng)溫度很低時（-40℃），電解電容C104容量下降，儲能降低，不能有地的驅(qū)動上管導(dǎo)通，所以在低溫運行時驅(qū)動信號就會出現(xiàn)如上圖4所示波形，不能有效驅(qū)動IGBT導(dǎo)通，從而影響產(chǎn)品的正常運行。后把電解電容C104改為低溫特性比較好的鉭電容后，驅(qū)動信號正常，在低溫情況下逆變器也能夠正常運行，從而有力保證了項目的正常進行。?

5．結(jié)束語

????驅(qū)動電路設(shè)計是逆變電源設(shè)計的一個十分重要的環(huán)節(jié)，希望通過以上的設(shè)計和試驗經(jīng)驗，能夠為同行在設(shè)計同類產(chǎn)品時提供一點借鑒和參考。?

參考文獻：

[1]?王建淵?鐘彥儒?張曉濱?基于數(shù)字信號處理器的IGBT驅(qū)動電路可靠性分析與設(shè)計《電源技術(shù)應(yīng)用》?
[2]?蔣朝華?通用變頻器常見的驅(qū)動電路形式及分析《變頻器世界》?
[3]楊晶琦?電力電子器件原理與設(shè)計[M]。北京：國防工業(yè)出版社。1999 ?

?