单片机IGBT驱动电路一例

概述:

驱动的作用有三个:

1.是作为放大器获得所需要的驱动电压。

2.是提高输出电流能力。

3.是进行功率回路和控制回路的隔离

信号从MCU到IGBT驱动芯片

首先驱动电流需要放大

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。

其次驱动电压需要转换(尤其是上管叠加了中点电位)

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提供了一颗长在地上的小树苗,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!

最后安全问题需要电器隔离

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,做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。

集成电路推荐

 在有些应用场景下,驱动要提供丰富的保护功能。首先,驱动器要长出一双“眼睛”(故障检测),观察“电灯”(负载)或者“开关”(IGBT)运行是否正常。如果负载有异常,故障检测立刻发送信号给“大脑”MCU,MCU发指令给IGBT驱动,IGBT驱动关闭功率器件,避免炸机。我们把具有保护功能的IGBT驱动IC称为增强型驱动。IGBT驱动的保护功能包括欠压关断、短路保护、过压保护、过温保护、米勒钳位、软关断等。

这一类驱动,我们称之为增强型驱动芯片,代表产品有英飞凌1ED34x1MC12M:

1ED34x1MC12M数据手册:

EiceDRIVER™ 1ED34x1Mc12M Enhanced (infineon.com)icon-default.png?t=N7T8https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-1ED34x1Mx12M-DataSheet-v01_10-EN.pdf?fileId=5546d46274cf54d50174d97c2fb71f62&%20utm_source=zhihu&utm_medium=social&utm_campaign=20220208_gc_cn_ipc

 封装

 典型应用

 内部框图

 

单片机IGBT驱动电路思路来源(玩具级)

注意1:图中的供电电压-4v实际使用时注意此处不是GND

注意2:需要在栅极串联一个10R电阻(电阻上并联一个放电二极管)防止震荡(上图中没有画此电阻,是不对的)。

注意3:在进行驱动时需要参考igbt的工作电压选择合适的igbt型号。

参考网友评论

相关芯片参数

 型号芯片参数

 门极驱动电压

 

 

参考链接

https://www.bilibili.com/video/BV1164y1a7BY/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=e821a225c7ba4a7b85e5aa6d013ac92e

icspec干货 | 详解IGBT驱动电路设计 - 知乎 (zhihu.com)icon-default.png?t=N7T8https://zhuanlan.zhihu.com/p/528026800

IGBT干货|一文弄懂IGBT驱动 - 知乎 (zhihu.com)icon-default.png?t=N7T8https://zhuanlan.zhihu.com/p/474007818

[经验] (转帖)IGBT终于不炸了!详解逆变H桥IGBT单管驱动+保护_igbt负压驱动电路-CSDN博客icon-default.png?t=N7T8https://blog.csdn.net/u011731418/article/details/80076007

特此记录

anlog

2024年4月7日

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