FSD数字化可编程大功率IGBT模块驱动(3)

测试电路图（左）与典型波形图（右）

有了有源箝位的保护，可以大大限制IGBT 关断时的电压尖峰，提高IGBT 的利用率。

有源嵌位原理示意图

下图显示的是由FSD 控制的FF450R1700ME3 在1000A 下的关断波形。

FF450R17ME3 在1000A 下的关断波形

软关断：
当发生短路直通时，IGBT 会迅速退饱和，其两端的电压VCE 会达到直流母线电压；而流过IGBT 的电流IC，会达到额定电流的4 倍甚至更多，取决于IGBT 的类型及门级电压。这时，IGBT 所消耗的功率，会瞬时达到兆瓦级。如果不能在很短的时间内减小短路电流，IGBT 会因为芯片过热而烧毁。对于Infineon 的IGBT，其承受短路的时间在10us。降低短路时的门级电压VGE，能够降低短路电流，从而延长IGBT 承受短路电流的时间。然而，如果短路时门极电压VGE快速得下降，由于短路时IC 很大，会有很大的di/dt，由于寄生电感的存在，该di/dt 会在IGBT两端带来很大的电压尖峰， 使得IGBT 过压击穿。有源嵌位能够缓解该问题，却不能保证IGBT 在短路下不被过压击穿，在一些寄生电感比较大的场合下，尤其如此。
为了解决短路时巨大的关断尖峰，FSD 数字智能型IGBT 驱动电路引入了软关断技术。在IGBT 发生短路直通时，在保证短路时间不超过10us 的前提下，通过缓慢的降低门级电压VGE，既保证了IGBT芯片不会因为过温烧毁，也有效降低了di/dt，避免了关断时的电压尖峰，保证了IGBT 的安全。
下图显示的是由FSD 数字智能型IGBT 驱动电路控制的1700V/1000A IGBT（FF1000R17IE4）在直流母线为1100V 时的短路波形。短路电流峰值4000A（4 倍于额定电流），在软关断的作用下， IC 缓慢下降，VCE几乎没有任何的过冲，有效安全的关闭了IGBT。

FF1000R17IE3 在1100V 下的短路波形

驱动测试：
在将驱动装上设备前，建议先对驱动进行一下简单测试 ，看是否功能完好。
给驱动供电，并接上光纤输入PWM。IGBT 开通时，门极电压应为+15V；IGBT 关断时，门极电压应为-15V。否则视此驱动板有问题。
将驱动装到IGBT 上之后，建议对整个POWER STACK 进行测试。分别对每一个IGBT 模块进行各种模拟测试，如短路，di/dt 等。对任何一个IGBT 进行测试时，STACK 中的其他IGBT 模块门极需要供给-15V 的电压使其保持在关断状态。