igbt驱动技术（igbt驱动电路工作原理）

我们都知道电机驱动是IGBT的主要应用领域之一。有的同学可能会有这样的困惑：

“IGBT本来就是驱动电机的，为什么还需要自己的驱动器？IGBT驱动器到底是做什么用的？”

这个问题说起来很简单，正如《极简电力电子》中所说：“IGBT本质上是一个电子开关，就像你家里墙上的开关一样。按下它，开关闭合，灯亮；按下它再次，灯灭了。

当然，操作IGBT不再是用手，而是通过电子脉冲来完成。高电平到来时，设备开机；当低电平到来时，设备关闭。手动开关可能每秒操作一次或两次，但我们的电子开关每秒可以打开或关闭数万次或数十万次。

那么问题来了：控制IGBT的电子脉冲从何而来？

有的同学快要举手了：我知道，我知道！控制脉冲可以来自MCU！

很酷！你就能回答！

MCU就像我们的大脑，它控制着我们身体的一举一动。但它发出的神经信号太弱，无法触发开关。因此，大脑需要将这个信号传输到手上，手部肌肉运动就会产生一定的力量来按下开关。 IGBT驱动器是控制IGBT的灵巧有力的“手”。

那么，信号从MCU到IGBT驱动芯片经过什么过程呢？

第一的

MCU的输出电流在mA级，而IGBT所需的驱动电流可能达到几安培。 IGBT驱动器的首要任务是充当放大器来放大电流。

第二

MCU输出电平一般为3.3V，而IGBT一般驱动电压必须达到15V。 IGBT驱动器需要将3.3V信号转换为15V信号。而且这个15V可不是普通的15V。 IGBT一般工作在桥式电路中。桥式电路将承受总线电压。当电路不切换时，桥电路的中点将承受一半的母线电压；上管导通时，中点电位与母线电压相同。

这时上管IGBT驱动器的工作就是根据几百伏或者几千伏的母线电压产生15V的电压信号。例如，MCU提供一棵生长在地面上的树苗。 IGBT驱动器的工作不仅仅是把小树苗变成大树，还要把它移植到山上。听起来是不是很棒！

终于

MCU处于低压侧，其供电电压一般为5V。 IGBT处于高压侧，母线电压可达几千伏。因为低压侧有人机界面，所以绝对不能让高压侧的高压流到低压侧，对人体造成伤害！有时，IGBT驱动器需要具有一定的电气隔离能力，作为低压侧和高压侧之间的屏障，以防止次级侧的高压对初级侧操作的人体造成伤害。如果IGBT驱动器不具备绝缘能力，则必须在MCU和人机界面之间添加绝缘屏障。

能够完成上述功能的驱动程序称为紧凑型驱动程序。例如英飞凌1ED X3紧凑型系列：

在某些应用场景中，驱动程序需要提供丰富的保护功能。首先，驱动器需要长出一双“眼睛”（故障检测）来观察“灯”（负载）或“开关”（IGBT）是否正常工作。如果负载出现异常，故障检测立即向“大脑”MCU发出信号，MCU向IGBT驱动器发送指令，IGBT驱动器关闭功率器件，避免死机。我们将具有保护功能的IGBT驱动IC称为增强型驱动器。 IGBT驱动器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。

这种类型的驱动器称为增强型驱动器芯片。代表产品包括英飞凌1ED34x1MC12M：

英飞凌提供完整的功率器件+驱动芯片解决方案。

英飞凌驱动芯片技术有两种类型：非隔离式和隔离式。非隔离驱动器采用电平转换技术。顾名思义，它可以将“树苗”从平地移植到山上，但它不具备保温能力。其中，SOI是一种特殊的电平转换技术，将晶体管制作在绝缘的二氧化硅层上，以消除漏电流的产生，从而使驱动芯片具有很强的抗负压能力。

隔离驱动器不仅可以完成电平转换，还具有对原副边进行电气隔离的能力。市场上常见的隔离技术包括光电隔离、磁隔离和电容隔离。英飞凌的隔离驱动器采用磁隔离技术。它采用两个线圈作为原边和副边的信号接收器，中间采用二氧化硅作为绝缘层。它也称为无芯变压器技术。

在接下来的系列文章中，我们将详细介绍驱动芯片的不同技术特点以及对应的产品分类。

说到这里，不知道大家有没有发现一个有趣的现象。整个电源系统就像一个经过层层放大的套娃：MCU发出的毫安级微弱信号被IGBT驱动芯片放大到几安培。还有升压电路，将驱动电流放大到十几安培。然后，该电流可以通过IGBT 放大到数百甚至数千安培，从而提升矿石、升起电梯并驱动高速列车。 IGBT驱动器是整个系统的关键部分。

刚刚接触IGBT驱动芯片的朋友难免会被琳琅满目的IC型号弄得眼花缭乱。其实，选择合适的IGBT驱动芯片非常简单。英飞凌拥有在线驱动器IC 选择工具。您只需输入系统的电压、电流、绝缘等级等简单信息，工具就会推送相应的产品。