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半桥IGBT驱动电路

高工
2026-01-13 19:55:22     打赏


分享个典型的双通道半桥IGBT驱动电路示例,结合核心元件(半桥双功率管、自举电路、驱动电源滤波)和关键参数(500W~1200W功率、+15V~+18V供电),详细说明电路结构、工作原理及设计要点。

 

电路结构

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核心元件清单

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自举电路:由Rb(限流电阻)、VDb(快恢复二极管,如1N4148)、C1(电解电容,10μF~100μF)组成,为上桥臂提供浮动电源。

驱动电源滤波:C2(陶瓷电容,0.1μF~1μF)直接并联在驱动电源正负极,滤除高频噪声。

死区时间:通过PWM控制器(如IR2110HCPL-316J)在INHINL信号间插入死区(通常1μs~5μs),防止VT1VT2同时导通。

 

工作原理

上桥臂导通(VT1导通):

INH为高电平,电流通过Rb→VDb→C1→VT1栅极,使VT1导通。

C1通过VDb从驱动电源充电,维持上桥臂驱动电压(需确保C1容量足够大,避免电压跌落)。

此时VT2关闭,负载电流通过VT1流向地。

下桥臂导通(VT2导通):

INL为高电平,电流通过Rb→VT2栅极,使VT2导通。

C1通过VDb与驱动电源隔离,下桥臂直接由C2供电。

此时VT1关闭,负载电流通过VT2流向地。

死区时间:

INHINL信号切换时,PWM控制器强制两者同时为低电平,确保VT1VT2完全关断后再切换,避免直通短路。

 

要点

自举电容C1选型

容量计算:
C1≥ΔVQgfsw

QgIGBT栅极电荷(查数据手册,如100nC)。

fsw:开关频率(如20kHz)。

ΔV:允许电压跌落(通常≤1V)。
示例:若Qg=100nC, fsw=20kHz, ΔV=1V,则C1≥2μF(实际选10μF~100μF电解电容)。

耐压要求:
VC1≥Vbus+15V
Vbus为负载高压端电压)。

自举二极管VDb选型

反向耐压:需大于Vbus(如Vbus=400V,则选600V二极管)。

恢复时间:选择快恢复二极管(如1N4148UF4007),减少开关损耗。

驱动电阻Rb选型

作用:限制栅极电流,防止过冲和振荡。

取值:通常1Ω~100Ω(根据IGBT栅极电容和开关速度调整,小功率电路可选10Ω~22Ω)。

电源滤波电容C2选型

容量:0.1μF~1μF陶瓷电容,靠近驱动芯片引脚放置,滤除高频噪声。

 

 

功能图

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实测波形图

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总结

双通道半桥 IGBT 驱动电路适用于 500W - 1200W 功率、+15V - +18V 供电场景。其核心元件包含自举电路(Rb、VDb、C1)、驱动电源滤波电容 C2 等。工作原理为:上桥臂导通时,INH 高电平使电流经相关元件为 VT1 供电,C1 充电维持电压;下桥臂导通时,INL 高电平使 VT2 导通,C1 与电源隔离,下桥臂由 C2 供电。死区时间由 PWM 控制器控制,防止 VT1 和 VT2 同时导通。设计要点上,自举电容 C1 容量依公式计算,耐压要够;自举二极管 VDb 反向耐压大于 Vbus 且选快恢复型;驱动电阻 Rb 限制栅极电流,取值依情况调整;电源滤波电容 C2 选陶瓷电容,靠近驱动芯片引脚。合理设计各元件参数,可保障电路稳定可靠运行。



院士
2026-01-14 16:59:42     打赏
2楼

学习了,谢谢分享。


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