ДРАЙВЕР IGBT

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к преобразовательной технике, и может быть использована как драйвер IGBT.
Известны схемы драйверов [1], в состав которых входят оптопара, усилитель напряжения на транзисторе с резистором в качестве нагрузки, и двухтактный эмиттерный повторитель (Фиг.1).
Недостатки таких схем: несимметричная работа усилителя при высоком и низком уровне импульса напряжения, ненормированная скорость изменения напряжения при нарастании и спаде импульса, отсутствие ограничения амплитуды импульса тока на выходе драйвера, возможность наведенных импульсов напряжения на выход драйвера, опасных для затвора IGBT.
Задачи полезной модели: симметрировать усилитель, нормировать скорость изменения напряжения, ограничить амплитуду импульса выходного тока, ограничить амплитуду наведенных импульсов напряжения на выходе драйвера на безопасном уровне.
На Фиг.2 представлена схема предлагаемого драйвера.
Драйвер содержит оптопару или оптоприемник 1, конденсатор 2, резисторы 3…9, стабисторы 10 и 11, диоды Шоттки 12 и 13, транзисторы 14…19.
Драйвер работает следующим образом:
Ток, протекающий через резистор 5 и стабисторы 10, 11, создает на базах транзисторов 14 и 15 отпирающие напряжения. Благодаря резисторам 3 и 4, соединенным с эмиттерами и источниками питающих напряжений +U и -U, коллекторные токи транзисторов стабилизированы, то есть получаются встречные источники тока. Состояния транзисторов переключаются оптоприемником 1 и вспомогательными транзисторами 16 и 17. В исходном режиме транзистор оптоприемника заперт, транзисторы 15, 17 и 16 включены, а транзистор 14 выключен. На выходе драйвера G напряжение отрицательно относительно вывода Е. При подаче управляющего импульса на оптоприемник 1 его транзистор включается, при этом выключаются транзисторы 15, 17, 16, а транзистор 14 включается. Происходит заряд конденсатора 2 стабильным током практически до уровня напряжения +U, то есть конденсатор выполняет функцию интегратора. Напряжение на базах транзисторов 18, 19 эмиттерного повторителя повышается по линейному закону. Выходное напряжение драйвера тоже повышается, ток транзистора 18 (вытекающий) ограничивается резистором 8. После окончания управляющего импульса драйвер возвращается в исходный режим, конденсатор 2 разряжается стабильным током практически до уровня напряжения -U. Напряжение на базах транзисторов 18, 19 понижается по линейному закону. Выходное напряжение драйвера тоже понижается, ток транзистора 19 (втекающий) ограничивается резистором 9. Диоды 12 и 13 ограничивают амплитуду наведенных импульсов Напряжения практически на уровнях +U и -U, соответственно.
Таким образом, предложенный драйвер имеет симметричный усилитель для низкого и высокого уровней напряжения, постоянные скорости нарастания и спада напряжения, независимые уровни ограничения амплитуды вытекающего и втекающего токов, ограничивает амплитуды наведенных импульсов напряжения на выходе драйвера на безопасных уровнях.
Источники информации:
1. Силовые приборы Mitsubishi - Гибридные схемы драйверов для IGBT