原标题：几种IGBT驱动电路的保护电蕗原理图
EXB841工作原理如图1,当EXB841的14脚和15脚有10mA的电流流过1us以后IGBT正常开通VCE下降至3V左右，6脚电流与U和E的电压关系被钳制在8V左右由 于VS1稳压值是13V,所以不會被击穿，V3不导通E点的电位约为20V,二极管VD,截止，不影响V4和V5正常工作
当14脚和15脚无电流流过，则V1和V2导通V2的导通使V4截止、V5导通，IGBT栅极电荷通過V5迅速放电引脚3电位下降至0V,是IGBT 栅一 射间承受5V左右的负偏压，IGBT可靠关断同时VCE的迅速上升使引脚6“悬空”.C2的放电使得B点电位为0V,则V S1仍然不导通，后续电 路不动作IGBT正常关断。
如有过流发生IGBT的V CE过大使得VD2截止，使得VS1击穿V3导通，C4通过R7放电D点电位下降，从而使IGBT的栅一射间的电流與U和E的电压关系UGE降低 ,完成慢关断实现对IGBT的保护。由EXB841实现过流保护的过程可知EXB841判定过电流的主要依据是6脚的电流与U和E的电压关系，6脚的電流与U和E的电压关系不仅与VCE 有关还和二极管VD2的导通电流与U和E的电压关系Vd有关。
典型接线方法如图2,使用时注意如下几点：
a、 IGBT栅-射极驱动回蕗往返接线不能太长(一般应该小于1m)并且应该采用双绞线接法，防止干扰
b、 由于IGBT集电极产生较大的电流与U和E的电压关系尖脉冲，增加IGBT栅極串联电阻RG有利于其安全工作但是栅极电阻RG不能太大也不能太小，如果 RG增大则开通关断时间延长，使得开通能耗增加;相反如果RG太小，则使得di/dt增加容易产生误导通。
c、 图中电容C用来吸收由电源连接阻抗引起的供电电流与U和E的电压关系变化并不是电源的供电滤波电容，一般取值为47 F.
d、 6脚过电流保护取样信号连接端通过快恢复二极管接IGBT集电极。
e、 14、15接驱动信号一般14脚接脉冲形成部分的地，15脚接输入信號的正端15端的输入电流一般应该小于20mA,故在15脚前加限流 电阻。
f、 为了保证可靠的关断与导通在栅射极加稳压二极管。
M57959L/M57962L厚膜驱动电路采用雙电源(+15V,-10V)供电输出负偏压为-10V,输入输出电平与 TTL电平兼容，配有短路/过载保护和 封闭性短路保护功能同时具有延时保护特性。
其分别适合于驅动A、600V/200A和A、600V/600A及其 以下的 IGBT.M57959L/M57962L在驱动中小功率的IGBT时驱动效果和各项性能表现优良，但当其工作在高频下时其脉冲前后沿变的较差，即信 号的朂大传输宽度受到限制且厚膜内部采用印刷电路板设计，散热不是很好容易因过热造成内部器件的烧毁。
日本三菱公司的M57959L集成IGBT专用驱動芯片它可以作为600V/200A或者A的IGBT驱动其最高频率也达40KHz,采用双电源 供电(+15V和-15V)输出电流峰值为±2A,M57959L有以下特点：
(1) 采用光耦实现电器隔离，光耦是快速型嘚适合20KHz左右的高频开关运行，光耦的原边已串联限流电阻可将5V电流与U和E的电压关系直接加到输入 侧。
(2) 如果采用双电源驱动技术输出負栅压比较高，电源电流与U和E的电压关系的极限值为+18V/-15V,一般取+15V/-10V.
(3) 信号传输延迟时间短低电平-高电平的传输延时以及高电平-低电平的传输延时時间都在1.5μs以下。
(4) 具有过流保护功能M57962L通过检测IGBT的饱和压降来判断IGBT是否过流，一旦过流M57962L就会将对IGBT实施软关断，并输出过 流故障信号
(5) M57959的內部结构如图所示，这一电路的驱动部分与EXB系列相仿但是过流保护方面有所不同。过流检测仍采用电流与U和E的电压关系采样电路特 点昰采用栅压缓降，实现IGBT软关断
避免了关断中过电流与U和E的电压关系和大电流冲击;另外，在关断过程中输入控制信号的状态失去作用，既保护关 断是在封闭状态中完成的当保护开始时，立即送出故障信号目的是切断控制信号，包括电路中其它有源器件
第三种 2SD315A集成驱動模块
集成驱动模块采用+15V单电源供电，内部集成有过流保护电路其最大的特点是具有安全性、智能性与易用性。2SD315A能输出很大的峰 值电流(朂大瞬时输出电流可达±15A)具有很强的驱动能力和很高的隔离电流与U和E的电压关系能力(4000V)。
2SD315A具有两个驱动输出通道适合于驱 动等级为V极其鉯上的两个单管或一个半桥式的双单元大功率IGBT模块。其中在作为半桥驱动器使用的时候可以很方便地 设置死区时间。
当外部输入PWM信号后由LDI进行编码处理，为保证信号不受外界条件的 干扰处理过的信号在进入IGD前需用高频隔离变压器进行电气隔离。从隔离变压器另一侧接收到的信号首先在IGD单元进行解码并把 解码后的PWM信号进行放大(±15V/±15A)以驱动外接大功率IGBT.
当智能门极驱动单元IGD内的过流和短路保护电路检测到IGBT發生过 流和短路故障时，由封锁时间逻辑电路和状态确认电路产生相应的响应时间和封锁时间并把此时的状态信号进行编码送到逻辑控淛单 元LDI.LDI单元对传送来的IGBT工作状态信号进行解码处理，使之在控制回路中得以处理为防止2SD315A的两路输出驱动信号相互干扰 ,由DC/DC转换器提供彼此隔离的电源供电。
2 SD315使用时注意事项：
驱动模块的模式选择端MOD外接+15V电源输入引脚RC1和RC2接地，为直接工作模式逻辑控制电平采用+15V,信号输入管腳InA、InB连 接在一起接收来自单片机的 脉冲信号。
2SD315A的SO1和SO2两只管脚输出通道的工作状态当MOD接地时，MOD接地通常半桥模式都是驱动一个直流母线仩的一个桥臂，为 避免上下桥臂直通必须设置死区时间在死区时间里两个 管子同时关断。
因此RC 1, RC2端子必须根据要求外接RC网络来产生死区時间，死区时间一般可以从100n,到几个ms.图中所示的RC 1, RC2分别连接lOk.的电阻和100pF的电容这样产生的死区时间大约是500ns.
这个端子是用来定义具有施密特性质嘚输入InA和InB的，使得输入在2/3VL时开通在I/3 VL时作为关断信号。当PWM信号是TTL电平时 该端子连接如图3-5所示，当输入InA和InB信号为15V的时候该端子应该通过┅个大约1K左右的电阻连接到++15V电源上，这样开启和关 断电流与U和E的电压关系分别应该是lov和5V.另外输入UL/Reset端还有另外的功能：如果其接地，则逻輯驱动接口单元l.DI001内的错误信息被清除
门极输出Gx端子接电力半导体的门极，当SCALE驱动器用15V供电的时候门极输出土15V.负的门极电流与U和E的电压關系由驱动器内部产生。使用如图3-6 结构的电路可以实现开通和关断的速度的不一样增加了用户使用的灵活性。
驱动器应该尽可能近的和功率半导体放在一起这样从驱动器到电力晶体管的引线就会尽可能的短，一般来说驱动器的连线尽量不要长 过10厘米同时一般要求到集電极和发射极的引线采用绞合线，还有可以在IGBT的门极和发射极之间连接一对齐纳稳压二极管(15~18V) 来保护IGBT不会被击穿
驱动模块的模式选择端MOD外接+15V电源，输入引脚RC1和RC2接地为直接工作模式。逻辑控制电平采用+15V,信号输入管脚 InA、InB连 接在一起接收来自单片机的脉冲信号进行同步控制。
2SD315A嘚SO1和SO2两只管脚外接三极管和光耦用来向单片机输出两输出通道的 工作状态其输出端结构皆为集电极开路输出，可以通过外接上拉电阻以適用于各种电平逻辑
在管脚SO1、SO2和电源之间，以及VisoX 和LSX之间加发光二极管进行故障指示正常情况下SO1和SO2输出皆为高电平，上电后D3和D4先亮延時几秒后熄灭，同时D8和D15发亮
当检测到故障信号时，SO1和SO2的输出电平被拉低到地即D3和D4发亮，同时D8和D15闪烁2SD315A是通过监测 UCE(sat)来判断回路是否 短路囷过流，当检测到一路或两路发生过流现象时检测电路会把异常状态回馈到驱动模块，驱动模块内部会产生一个故障信号并将它 锁存鎖存时间为1s,在这段时间内，驱动模块不再输出信号而是将两组IGBT及时关断予以保护。
同时状态输出管脚SO1和SO2的高电平 被拉低，光耦TLP521导通兩路状态信号通过或门74LS32送给单片机。为防止因关断速度太快在IGBT的集电极上产生很高的反电动势在门极输出端采用如图3.11所示的电路结构实現开通和关断速度的不同。开通时门极电阻为3.4Ω，关断时电阻为6.8Ω，二极管采用快恢 复型这样就使关断速度下降到安全水平。这是一张縮略图点击可放大。按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放
