驅(qū)動電路*概述

　　驅(qū)動電路，主電路與控制電路之間的接口，用來對控制電路的信號進(jìn)行放大的中間電路(即放大控制電路的信號使其能夠驅(qū)動功率晶體管)，使電力電子器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時間，減小開關(guān)損耗，對裝置的運行效率、可靠性和**性都有重要的意義。通常，對器件或整個裝置的一些保護(hù)措施也往往設(shè)在驅(qū)動電路中，或通過驅(qū)動電路實現(xiàn)

　　驅(qū)動電路*基本任務(wù)

　　驅(qū)動電路的基本任務(wù)：將信息電子電路傳來的信號按控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間，可以使其開通或關(guān)斷的信號

　　² 對半控型器件只需提供開通控制信號

　　² 對全控型器件則既要提供開通控制信號，又要提供關(guān)斷控制信號，以保證器件按要求可靠導(dǎo)通或關(guān)斷。

　　驅(qū)動電路*類型

　　Ø 電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型

　　Ø 具體形式可為分立元件的，但目前的趨勢是采用專用集成驅(qū)動電路

　　² ² 雙列直插式集成電路及將光耦隔離電路也集成在內(nèi)的混合集成電路

　　² ² 為達(dá)到參數(shù)*佳配合，**所用器件生產(chǎn)廠家專門開發(fā)的集成驅(qū)動電路

　　² ² 驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)動電路、關(guān)斷驅(qū)動電路和門極反偏電路三部分，可分為脈沖變壓器耦合式和直接耦合式兩種類型

　　² ² 直接耦合式驅(qū)動電路可避免電路內(nèi)部的相互干擾和寄生振蕩，可得到較陡的脈沖前沿，因此目前應(yīng)用較廣，但其功耗大，效率較低

　　² ² 典型的直接耦合式GTO驅(qū)動電路

　　驅(qū)動電路*優(yōu)點

　　1、 輸入電壓范圍寬，適應(yīng)AC85V～AC265V電壓輸入;

　　2、 輸出電流恒定，電流大小可由外圍電路整定，且恒流精度高;

　　3、 效率高，在純阻性負(fù)載情況下，效率高達(dá)95%;

　　4、 可驅(qū)動LED個數(shù)多，可將LED按實際需要串聯(lián)、或串并聯(lián)相結(jié)合的辦法帶動多個LED燈珠;

　　5、 HA220XXPB系列恒流源體積小，僅為DIP10封裝，可嵌入小體積燈具內(nèi);

　　6、 外圍電路簡潔，因無電感，無變壓器，穩(wěn)定性好;

　　7、 有使能端，可利用使能端做成多種智能燈具，實現(xiàn)多種功能

　　驅(qū)動電路*缺點

　　驅(qū)動電路輸出能力的不足，由以下兩方面的原因造成：

　　A、電源供電能力不足，空載情況下，我們檢測輸出正、負(fù)電壓，往往達(dá)到正常的幅度要求，即使帶載(如接入IGBT后)情況下，雖然對Cge的瞬時的充電能力不足，但因充電時間太短，我們往往也測不出供電電壓的低落，不帶上電阻負(fù)載，這種隱蔽故障幾乎不能被檢測出來!電路電路的常見故障為濾波電容失容，如上圖中DC41，因長期運行中電解電容內(nèi)部的電解液干涸，其容量由幾百微法減小為幾十微法，甚至為幾微法。另外，可能有整流管低效，如正向電阻變大等，也會造成電源輸出能力不足;

　　B、驅(qū)動IC內(nèi)部輸出電路**或后置放大器DQ4、DQ10導(dǎo)通內(nèi)阻變大等。如帶載后檢測電源電壓無低落現(xiàn)象，檢測T250輸出電壓偏低，則為T250**，否則更換DQ4、DQ10等元件。DR40、DR45等阻值變大的現(xiàn)象比較少見。

　　需要說明的是：正向激勵電壓的不足，只是表現(xiàn)出電機(jī)振動劇烈、輸出電壓偏相、頻繁跳OC故障等現(xiàn)象，雖然有可能使電機(jī)繞組中產(chǎn)生直流成分出現(xiàn)過流狀態(tài)，但對模塊構(gòu)不成一投入運行信號即爆裂的危害。而負(fù)向截止電壓的丟失(負(fù)壓供電回路的故障造成負(fù)柵偏壓回路阻斷)，則表現(xiàn)出上電時正常，一按動啟動按鍵，IGBT逆變模塊便會發(fā)出 “啪”的一聲馬上爆裂的故障!

　　驅(qū)動電路*隔離技術(shù)

　　性能良好的驅(qū)動電路，可使電力電子器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)。縮短開關(guān)時間，減小開關(guān)損耗，對裝置的運行效率，可靠性和**性都有重要意義。同時，器件的驅(qū)動電路除完成驅(qū)動功能外，往往還完成故障保護(hù)和電氣隔離。 所以，驅(qū)動電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)，一般采用光隔離或磁隔離：

　　² 光隔離一般采用光耦合器，用于數(shù)十khz以下

　　² 磁隔離的元件通常是脈沖變壓器，*高可達(dá)幾MHZ。

　　驅(qū)動電路采取隔離措施的原因：

　　安規(guī)問題，驅(qū)動電路副邊與主電路有耦合關(guān)系，而驅(qū)動原邊是與控制電路連在一起， 主電路是一次電路，控制電流是ELV電路， 一次電路和ELV電路之間要做基本絕緣，實現(xiàn)絕緣要求一般就采取變壓器光耦等隔離措施。

　　驅(qū)動電路*GTR

　　² ² 開通驅(qū)動電流應(yīng)使GTR處于準(zhǔn)飽和導(dǎo)通狀態(tài)，使之不進(jìn)入放大區(qū)和深飽和區(qū)

　　² ² 關(guān)斷GTR時，施加一定的負(fù)基極電流有利于減小關(guān)斷時間和關(guān)斷損耗，關(guān)斷后同樣應(yīng)在基射極之間施加一定幅值(6V左右)的負(fù)偏壓

　　² ² GTR的一種驅(qū)動電路，包括電氣隔離和晶體管放大電路兩部分

　　ø ø 二極管VD2和電位補償二極管VD3構(gòu)成貝克箝位電路，也即一種抗飽和電路，負(fù)載較輕時，如V5發(fā)射極電流全注入V，會使V過飽和。有了貝克箝位電路，當(dāng)V過飽和使得集電極電位低于基極電位時，VD2會自動導(dǎo)通，使多余的驅(qū)動電流流入集電極，維持Ubc≈0。

　　ø ø C2為加速開通過程的電容。開通時，R5被C2短路?？蓪崿F(xiàn)驅(qū)動電流的過沖，并增加前沿的陡度，加快開通

　　驅(qū)動電路*優(yōu)化驅(qū)動方法

　　為了得到*佳的性能，高頻應(yīng)用場合需要一種不含有恒定的RC時間的驅(qū)動電路。一個專為JFET的，具有兩個部分的直流耦合驅(qū)動電路已經(jīng)生產(chǎn)出來。這個驅(qū)動電路的目的是為了,**加上一個峰值電流來提供需要的動態(tài)電荷，從而可以快速開通器件;**保持穩(wěn)定的門極直流電壓和電流，從而保證器件導(dǎo)通。正如上面章節(jié)介紹的那樣，在開通過程中*好給門極一個過度驅(qū)動信號。這個具有兩種狀態(tài)的驅(qū)動電路在過度驅(qū)動過程和穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通時都可以實現(xiàn)**控制。

　　驅(qū)動電路*檢測安裝

　　裝機(jī)前*后一個檢測內(nèi)容：

　　為*大可能地降低返修率，在對驅(qū)動電路進(jìn)行三、四節(jié)的**檢測后，不要漏過對驅(qū)動電路的帶負(fù)載能力這樣一個檢查環(huán)節(jié)。

　　上圖為DVP-1 22kW臺達(dá)變頻器的U相上臂的驅(qū)動電路。圖中GU、EU為脈沖信號輸出端子，外接IGBT的G、E極，檢修驅(qū)動板時已與主電路脫離。虛線框內(nèi)為外加測量電路。為電源/驅(qū)動板上電后，配合啟動和停止操作，在m、n點串入直流250mA電流檔，與15Ω3W的外加測量電阻構(gòu)成回路，檢測各路驅(qū)動電路的電流輸出能力，測得啟動狀態(tài)，有五路輸出電流值均在150mA左右，其中一路輸出電流僅為40mA，裝機(jī)運行后跳OC的故障原因正在于此，該路驅(qū)動電路的驅(qū)動能力大大不足!停機(jī)狀態(tài)，測得各路負(fù)電壓供電的電流輸出能力均為50mA左右，負(fù)壓供電能力正常。

　　串接RC，起到限流作用，其取值的原則：選取電阻值及功率值與柵極電阻相等(上圖中DR45的參數(shù)值)，以使檢測效果明顯。

　　對驅(qū)動電路做過功率輸出能力的檢測，可以確定驅(qū)動電路完全正常了。在驅(qū)動電路與主電路連接的試機(jī)過程中，請先以低壓24V直流電源為逆變電路供電，測試驅(qū)動電路和逆變電路正常后，再恢復(fù)逆變回路的正常供電。如手頭無低壓直流電源，起碼應(yīng)在逆變供電回路串接兩只45W燈泡或2A保險管，試機(jī)正常后，才接入逆變電路的原供電!

　　上述對驅(qū)動電路的上電檢測，是在脫開與主電路(IGBT)的連接后進(jìn)行的，整機(jī)連接狀態(tài)下，不得測量驅(qū)動電路的輸入、輸入側(cè)，會因人體感應(yīng)和表筆引入干擾信號，使IGBT受觸發(fā)誤碼導(dǎo)通，造成模塊的炸裂!

　　驅(qū)動電路*故障處理

　　測量驅(qū)動電路輸出的六路驅(qū)動脈沖的電壓幅度都符合要求，如用交流檔測量正向激勵脈沖電壓的幅度約14V左右，負(fù)向截止電壓的幅度約7.5V左右(不同的機(jī)型有所差異)，對驅(qū)動電路經(jīng)過以上檢查，一般檢修人員就認(rèn)為可以裝機(jī)了，此中忽略了一個極其重要的檢查環(huán)節(jié)——對驅(qū)動電路電流(功率)輸出能力的檢查!很多我們認(rèn)為已經(jīng)正常修復(fù)的變頻器，在運行中還會暴露出更隱蔽的故障現(xiàn)象，并由此導(dǎo)致了一定的返修率。

　　變頻器空載或輕載運行正常，但帶上一定負(fù)載后，出現(xiàn)電機(jī)振動、輸出電壓偏相、頻跳OC故障等。

　　故障原因：

　　A、驅(qū)動電路的供電電源電流(功率)輸出能力不足;

　　B、驅(qū)動IC或驅(qū)動IC后置放大器低效，輸出內(nèi)阻變大，使驅(qū)動脈沖的電壓幅度或電流幅度不足;

　　C、IGBT低效，導(dǎo)通內(nèi)阻變大，導(dǎo)通管壓降增大。

　　C原因所導(dǎo)致的故障比例并不高，而且限于維修修部的條件所限，如無法為變頻器提供額定負(fù)載試機(jī)。但A、B原因所帶來的隱蔽性故障，我們可以采用為驅(qū)動增加負(fù)載的方法，使其暴露出來，并進(jìn)而修復(fù)之，從面能使返修率降到*低。

　　IGBT的正常開通既需要幅值足夠的激勵電路，如+12V以上，更需要足夠的驅(qū)動電流，保障其可靠開通，或者說保障其導(dǎo)通在一定的低導(dǎo)通內(nèi)阻下。上述A、B故障原因的實質(zhì)，即由于驅(qū)動電路的功率輸出能力不足，導(dǎo)致了IGBT雖能開通但不能處于良好的低導(dǎo)能內(nèi)阻的開通狀態(tài)下，從而表現(xiàn)出輸出偏相、電機(jī)振動劇烈和頻跳OC故障等。