基于2SC0108T的即插即用型IGBT驱动器

　　IGBT具有耐压高、电流大、开关速度高和低饱和压降等优良特点，在牵引电传动、电能传输与变换、有源滤波等电力电子领域得到了广泛的应用。

　　IGBT模块的保护主要由IGBT驱动器来完成。驱动器是功率主电路与控制电路之间的接口，在充分发挥IGBT的性能、提高系统可靠性等方面发挥着重要作用。高性能的驱动器可使IGBT工作在比较理想的开关状态，如开关延时小、开关损耗低等。本文提出的驱动器设计采用瑞士CONCEPT公司最新推出的2SC0108T模块作为核心部件，设计了前级驱动电路、硬件死区电路、后级功率驱动电路、故障信号调理电路，试验结果证明该驱动器具有良好的驱动及保护能力。

　　1 2SC0108T简介

　　2SC0108T是一款高集成度低成本的超小型SCALE-2双通道驱动器。接口兼容3.3 V～15 V逻辑电平信号，栅极驱动电压为+15 V/-8 V，驱动电流为8 A，单通道输出功率为1 W，可以驱动600 A/1 200 V或 450 A/1 700 V的常规IGBT模块或并联IGBT模块，支持3级或多级拓扑。具有短路保护、过流保护和电源电压监控等功能。延迟时间为80 ns±4 ns，抖动时间为± 2ns。

　　为了使2SC0108T在主回路中的性能达到最优，必须设计相应的外围硬件电路，如驱动信号调理电路、IGBT功率驱动电路和故障信号调理电路，并集成到IGBT驱动器中。由于IGBT驱动信号频率较高，容易对其他模拟信号和数字信号造成干扰，而且，驱动信号线寄生电容和寄生电感对驱动器的性能、可靠性有重要影响，因此，传统的安装模式为驱动器和IGBT模块独立安装，通过双绞线连接以减少寄生电容、寄生电感的影响。本文从减小信号线寄生电容、寄生电感和电磁干扰(EMI)方面考虑，设计了一个直接安装于IGBT模块上的即插即用型IGBT驱动器。

　　2SC0108T内部结构图如图1所示，主要由三个功能模块构成，即逻辑驱动转化接口LDI(Logic-to-Driver Interface)、电气隔离模块和智能栅极驱动IGD(Intelligent Gate Driver)。

图1 2SC0108T内部结构图

　　第一个功能模块是由辅助电源和信号输入两部分组成。其中信号输入部分主要将控制器的PWM信号进行整形放大，并根据需要进行控制，之后传递到信号变压器，同时检测从信号变压器返回的故障信号，将故障信号处理后发送到故障输出端;辅助电源的功能是将输入的直流电压经过单端反激式变换电路，转换成两路隔离电源供给输出驱动放大器使用。

　　第二个功能模块是电气隔离模块，由两个传递信号的脉冲变压器和传递功率的电源变压器组成。防止功率驱动电路中大电流、高电压对一次侧信号的干扰。