變壓器隔離驅動電路

A. 為什麼要對電力電子主電路和控制電路進行電氣隔離

變壓器驅動的好處是：控制迴路跟功率迴路隔離；這在電力系統控制中有許多回優點。電力電子設備，答大多是中高壓系統，有些甚者高達6000VAC。變壓器隔離驅動，使弱電控制迴路，跟高壓強電迴路實現電氣隔離。主電路和控制電路之間，用來對控制電路的信號進行放大的中間電路（即放大控制電路的信號使其能夠驅動功率晶體管），稱為驅動電路。 驅動電路的基本任務，就是將信息電子電路傳來的信號按照其控制目標的要求，轉換為加在電力電子器件控制端和公共端之間，可以使其開通或關斷的信號。對半控型器件只需提供開通控制信號，對全控型器件則既要提供開通控制信號，又要提供關斷控制信號，以保證器件按要求可靠導通或關斷。 安規問題，驅動電路副邊與主電路有耦合關系，而驅動原邊是與控制電路連在一起， 主電路是一次電路，控制電路是ELV電路， 一次電路和ELV電路之間要做基本絕緣，實現絕緣要求一般就採取變壓器光耦等隔離措施。

B. 關於磁隔離式IGBT驅動電路的知識

這樣都敢開題？？建議你再學校里再多讀兩年。。

磁隔離就是先把信號調制到較高頻率（FSK/FM），再用變壓器隔離一下。adi、silabs都有這種隔離器賣，ltc好像也有，不大記得了。

另外可到patent storm網站查一下美國專利，免費的，全文、摘要都有

C. 隔離變壓器驅動mos管波形，請問如何改善用的電路是這個

1. 驅動信號含有直流分量，要加隔直流電容。

2. 變壓器輸出不含直流，脈寬變動基線會浮動，要加「鉗位」。

3. 缺少阻尼電阻，形成振鈴。
   

更改後電路如圖，參數是50kHz條件下的。

D. tgbi電路

IGBT柵極驅動電路的特性分析和應用 2009-07-03 16:23 摘要: 詳細敘述了功率絕緣柵雙極型晶體管 IGBT 對驅動電路的特殊要求以及設計驅動電路應該考慮的問題 , 概述了 IGBT 驅動電路的常用類型 , 並給出了幾個具有實用意義的典型電路。 關鍵詞 : 絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT); 特性 ; 分立驅動電路 ; 集成驅動電路 1 前言 以MOS 與雙極型晶體管結合產生的絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT) 具有電壓型驅動、驅動功率小、開關速度高、飽和壓降低和可耐高電壓、大電流等一系列應用上的優點 , 表現出良好的綜合性能。 IGBT 已經逐步取代了電力晶體管 (GTR), 並在許多領域中逐步取代電力場效應晶體管 (MOSFET) 。然而 ,IGBT 良好特性的發揮往往因其柵極驅動電路設計上的不合理 , 制約著 IGBT 的推廣及應用。本文分析了 IGBT 對其柵極驅動電路的要求 , 並介紹了部分柵極驅動集成電路的應用。 2 IGBT 柵極驅動電路的特性 IGBT 柵極驅動條件與 IGBT 的特性密切相關 , 設計柵極驅動電路時 , 應特別注意開通特性、負載短路能力和 ce/dt 引起的誤觸發。此外 , 當 IGBT 出現過電流故障時 , 由於其抗浪涌能力有限 , 當器件電流過大時 , 會產生不可控的擎柱效應而失去關斷能力 , 因此電路的過電流保護必須很快 , 避免短路電流上升到擎柱狀態。但是如果關斷速度過快 , 將會造成 di/dt 過大形成很高的電壓尖峰 , 損壞器件或設備中其它元器件。 因此應該採取先降柵壓 , 再軟關斷的方法。基於以上分析 ,IGBT 柵極驅動電路應該具有以下特性 [1]: 1) 柵極驅動電壓脈沖的上升率和下降率要充分大 , 以減小開通和關斷損耗。但是 , 由於主電路中存在分布電感及濾波電容的串聯電感 , 隨著 IGBT 的超速開通與關斷將在電路中產生高頻幅值很高而寬度很窄的尖峰電壓 Ldi/dt, 該尖峰電壓應用常規的過電壓吸收電路是吸收不掉的 , 因而有可能造成 IGBT 自身或電路中其它元件過電壓擊穿而損壞 , 所以主電路應盡可能使用短引線或雙絞線降低分布電感的影響 , 而且 IGBT 開關時間也不能過分短 , 其值應根據所有元件及 IGBT 自身的承受 /dt 的能力綜合考慮 ; 2)IGBT 導通後 , 柵極驅動電路提供給 IGBT 的驅動電壓和電流要具有足夠的幅值維持 IGBT 處於飽和狀態 , 且當 IGBT 瞬時過載時 IGBT 不退出飽和區而損壞 ; 3) 柵極驅動電路提供給 IGBT 的正向驅動電壓 +UGE 應取值適當。因為 , 雖然 +UGE 增加時 ,IGBT 輸出級晶體管的導通壓降 UCE 和開通損耗值將下降。但是 , 在負載短路過程中 ,IGBT 的集電極電流也隨著 +UGE 的增加而增加 , 並使 IGBT 承受短路損壞的脈寬變窄 ; 4)IGBT 柵射極施加的反向偏壓有利於其快速關斷 , 但反向負偏壓 -UGE 受 IGBT 柵 - 射極之間反向最大耐壓的限制 , 過大的反向電壓會造成 IGBT 柵 - 射極的反向擊穿 , 所以 -UGE 應取合適的值 , 一般為 -2-15V; 5) 由於 IGBT 內寄生晶體管、寄生電容的存在 , 使柵極驅動與 IGBT 損壞時的脈寬有密切的關系 , 這就要求在設計驅動電路時合理地處理這種關系 ; 6) 由於 IGBT 多用於高電壓場合 , 所以驅動電路應與整個控制電路在電位上嚴格隔離 ; 7)IGBT 的柵極驅動電路應盡可能的簡單、實用 , 最好自身帶有對驅動 IGBT 的完整保護能力及很強的抗干擾性能 , 而且輸出阻抗應盡可能的低 ; 8) 由於柵極信號的高頻變化 , 為防止造成同一個系統多個 IGBT 的柵極驅動電路捆紮在一起很容易相互干擾 , 引線應採用絞線或同軸電纜屏蔽線 , 同時柵極驅動電路中 IGBT 模塊柵 - 射極的引線應盡可能的短。 3 IGBT 柵極驅動電路的應用 IGBT 柵極驅動電路有多種形式。按照驅動電路元件的組成可分為分立元件組成的驅動電路和集成化的驅動電路 ; 按照驅動方式可分為直接驅動和隔離驅動。以下分別闡述各種驅動電路的工作原理及特點。 3.1 分立元件驅動電路 1) 直接驅動電路 如圖1 所示 , 為了使 IGBT 穩定工作 , 一般要求雙電源供電方式 , 即驅動電路要求採用正、負偏壓的雙電源方式 , 輸入信號經整形器整形後進入放大級 , 放大級採用有源負載方式以提供足夠的門極電流。為消除可能出現的振盪現象 ,IGBT 的柵射極間接入了 RC 網路組成的阻尼濾波器。此種驅動電路適用於小容量 , 開關頻率較低的 IGBT; 2) 耦合驅動電路 耦合驅動電路常見的有變壓器耦合和光電耦合兩種 , 如圖 2 、圖 3 、圖 4 所示。圖 2 是最簡單的變壓器隔離驅動電路 , 適用於小容量的 IGBT 。圖 3 為光電耦合隔離驅動電路 , 採用雙電源供電的方式。當 UG 使發光二極體有電流流過時 , 光電耦合器 HU 的二極體導通 ,R1 上有電流流過 , 場效應管 T1 關斷 , 在 VC 的作用下 , 經電阻 R2 、 T2 管的基 - 發射器有了偏流 ,T2 迅速導通 , 經 RG 柵極電阻 ,IGBT 得到正偏而導通。當 UG 沒有脈沖電壓時 , 發光二極體不發光 , 作用過程相反 ,T1 導通使 T3 導通 ,-VC 經柵極電阻 RG 加在 IGBT 的柵射極之間 , 使 IGBT 迅速關斷。圖 4 是一個具有完善短路保護功能的 IGBT 驅動電路。高速光耦 6N137 實現輸入輸出信號的電隔離 , 它的傳輸信號的時間只有 75ns 適合高頻應用場合。 V2 、 V3 、 V4 構成驅動脈沖放大環節。利用集電極退飽和原理 ,D2 、 R6 、 V1 、 R4 構成短路信號檢測環節 , 其中 D2 採用快恢復二極體 , 是為了防止 IGBT 關斷時其集電極上的高電壓竄入驅動電路。 A1 、 A2 、 V5 組合實現短路信號門限電壓比較以及延時緩降柵壓功能。 V6 、 V7 、 LMC555 、 CD4081 組合實現延時封鎖輸入信號功能。 A1 、 A2 採用高速電壓比較器 LM319, 提高了保護電路的反映速度。調整 VZ1 的穩壓值可以調節保護動作的短路電流門限值 ;C4 、 R9 的參數決定降柵壓動作的延遲時間 ;C5 、 VZ5 的參數決定封鎖輸入信號的延遲時間 ;C3 是控制緩降柵壓斜率的電容器 [2] 。 正常工作狀態時 , 控制電路送來高電平脈沖信號 ,6N137 導通 ,V1 、 V2 截止 ,V3 導通 , 驅動電路向 IGBT 提供 +15V 的柵極驅動信號。控制電路送來脈沖低電平信號 ,6N137 關斷 ,V1 、 V2 導通 , 由於 IGBT 的發射極接地 , 故 V4 導通 ,IGBT 獲得 -5V 的柵極驅動信號。當短路故障時 ,IGBT 集電極退飽和 ,A 點電位升高。當短路電流超過額定值時 ,A1 反轉輸出高電平 ,V5 延時 2.5Ls 導通 ,B 點電位緩慢下降 ,IGBT 的柵極驅動電壓隨之緩慢下降 , 延長了 IGBT 的短路電流承受時間。這部分電路實現了延時緩降柵壓功能。 V5 導通 ,V6 截止 , 如果短路信號再維持 7Ls, 則 LMC555 反轉輸出高電位 ,V7 導通 , 通過與門 4081 封鎖輸入信號 ,IGBT 被保護中斷。如果在 LMC555 反轉之前 , 短路故障自動消失 , 則 B 點電位將恢復到 +15V 。 3.2 IGBT 集成化驅動電路 IGBT 的集成柵極驅動器種類繁多 , 幾乎各生產 IGBT 模塊的公司都推出了自己的配套驅動器。如 HL402[3] 就是一個保護功能齊全的 IGBT 厚膜集成驅動器。 HL402 具有先降柵壓、後軟關斷的雙重短路保護功能 , 降柵壓延遲時間、降柵壓時間、軟關斷斜率均可通過外接電容器進行整定 , 因而能適應不同的飽和壓降 IGBT 的驅動和保護。 HL403A(B) 是在 HL402A(B) 的基礎上改進電路設計及工藝 , 採用高新技術製作的厚膜集成驅動器 , 它在外加功率放大單元後可直接驅動 600A 、 1200V 的電力 IGBT, 且本身又具有 HL402A(B) 的所有功能 , 並且其典型接線的電參數、各主要引腳的波形及外配元器件的選用與 HL402 完全相同。 EXB841[4] 具有過電流保護電路 , 採用了檢測集電極電壓判斷故障和軟關斷技術。以上 3 種驅動模塊在許多文章中都有詳述 , 本文不再贅述。 下面介紹一種具有保護及定時復位功能的厚膜集成驅動模塊 M57959AL, 它是厚膜混合集成電路 , 內置具有良好電器隔離的光耦合器 , 可以可靠驅動 IGBT 。它可以直接驅動 UCES=600V 、電流容量在 200A 以內的 IGBT 模塊及 UCES=1200V 系列、電流容量在 100A 以內的 IGBT 模塊。 M57959AL 的內部結構和工作原理如圖 5 所示 [1][5] 。它的設計特點 : 1) 採用雙電源驅動技術 ; 2) 內部集成具有輸出埠的內置短路保護電路 ; 3) 輸入與 TTL 電平兼容 ; 輸入與輸出間用光電耦合器實現電氣隔離 , 絕緣電壓為 2500V,1min 。 M57959AL 應用技術如圖 6 和圖 7 所示 , 分別是單電源和雙電源工作典型接線圖 , 應用中應該特別注意 以下問題 : 1) 引腳 3 、 7 、 9 、 10 是用於測試的 , 所以使用中不允許與外部電路相連接 ; 2) 電壓補償電容器與它之間的連線應盡可能短。接於高壓與引腳 1 之間的快恢復二極體 VD1 的反向耐壓應與功率模塊的耐壓相同 ; 3) 作為鉗位保護措施應在引腳 1 和 6 之間接入一穩壓二極體。如果引腳 2 處於工作狀態 , 引腳 2 、 4 之間的引線應盡可能的短 ( 標准長度 [5cm); 4) 單電源供電時應特別注意 , 只有當提供的工作電源 UCC 確已施加到該驅動器 , 並且延時 >R1Cref 的時間常數後 , 才可以向該驅動器的輸入端輸入驅動 IGBT 導通的信號 ; 5) 圖 6 中 Ucc=25V,Ctrip=100LF,R1=2.7k8 。圖 7 中 Ucc=15V,Uee=-10V,Ctrip=1000pF,C1 、 C2\100LF, 並且是高質量的無感電容。 4 結束語 IGBT 對驅動電路有一些特殊要求 , 驅動電路性能的優劣是其可靠工作、正常運行的關鍵所在 , 高性能驅動電路的開發和設計是其應用的難點。本文詳細分析了 IGBT 柵極驅動電路的特性 , 並給出了各種驅動電路的實例 , 這些電路具有較高的實用價值。 隨著功率 IGBT 應用的日益廣泛和製造技術的不斷提高 , 必將在工農業和國防等方面發揮愈來愈大的作用。

E. 雙向可控硅隔離驅動電路怎麼設計

供參考；
光電耦合器(簡稱光耦)，是一種把發光元件和光敏元件封裝在同一殼版體內，中間通過電→光→電權的轉換來傳輸電信號的半導體光電子器件。光電耦合器可根據不同要求，由不同種類的發光元件和光敏元件組合成許多系列的光電耦合器。目前應用最廣的是發光二極體和光敏三極體組合成的光電耦合器。
光耦以光信號為媒介來實現電信號的耦合與傳遞，輸入與輸出在電氣上完全隔離，具有抗干擾性能強的特點。對於既包括弱電控制部分，又包括強電控制部分的工業應用測控系統，採用光耦隔離可以很好地實現弱電和強電的隔離，達到抗干擾目的。但是，使用光耦隔離需要考慮以下幾個問題：
① 光耦直接用於隔離傳輸模擬量時，要考慮光耦的非線性問題；
② 光耦隔離傳輸數字量時，要考慮光耦的響應速度問題；
③ 如果輸出有功率要求的話，還得考慮光耦的功率介面設計問題。

F. IGBT驅動隔離變壓器如何設計

沒有什麼特殊的啊，你先估算驅動電路功率，然後確定變壓器容量，跟普通變壓器沒有區別啊。

G. 問下隔離變壓器驅動是什麼意思，同時C1C2電容值大小有何要求，R1R2電阻值有何要求

你好：
——★1、「隔離變壓器驅動」，是指SG1525A驅動模塊與場效應管之間用變壓器隔離、通過變壓器的脈沖電壓驅動的（場效應管屬於電壓型器件）。
——★2、電阻R1、R2可以在脈沖消失時，更好地截止。一般使用10K左右即可。
——★3、電容C1、C2為（與場效應管開關電路）負載T2的工作電容，可根據T2功率來確定。

H. 驅動電路為什麼要使用變壓器驅動具體有哪些好處

變壓器
驅動的好處是：控制迴路跟功率迴路隔離；這在電力系統控制中有許多
優點
。
電力電子設備
，大多是中
高壓
系統，有些甚者高達6000VAC。變壓器隔離驅動，使
弱電
控制迴路，跟高壓
強電
迴路實現
電氣
隔離。
主電路和控制電路之間，用來對控制電路的
信號
進行放大的中間電路（即放大控制電路的信號使其能夠驅動功率晶體管），稱為驅動電路。
驅動電路的基本任務，就是將信息
電子電路
傳來的信號按照其控制
目標
的要求，轉換為加在
電力
電子器件控制端和
公共端
之間，可以使其開通或關斷的信號。對半控型
器件
只需提供開通
控制信號
，對
全控型器件
則既要提供開通控制信號，又要提供關斷控制信號，以保證器件按要求可靠
導通
或關斷。
安規問題，驅動電路副邊與主電路有
耦合關系
，而驅動原邊是與控制電路連在一起，
主電路是
一次電路
，控制電路是ELV電路，
一次電路和ELV電路之間要做基本絕緣，實現絕緣要求一般就採取變壓器
光耦
等隔離措施。

I. 電路圖中的「隔離，驅動」和「M1」是什麼意思

隔離，有高電壓來和低電源壓之間的電氣隔離，有大電流與小電流之間的電流隔離等。常用的隔離有變壓器隔離，光耦隔離，三極體隔離等。
驅動指因電流傳輸或信號傳輸，使對象發生預期的反應，一般來說，多指小功率輸入大功率輸出之類的情況。
M1是元件的編號，意為第一個電機。M是馬達的第一個聲母，類似的有AN（按鈕）、CK（插孔）等。

J. 光電隔離與變壓器隔離的區別

光電隔離器（optoelectronic isolator，英文縮寫為OC）亦稱光電耦合器、光耦合器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。
光耦合器一般由三部分組成：光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極體（LED），使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大後輸出。這就完成了電—光—電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由於光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由於光耦合器的輸入端屬於電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數字通信及實時控制中作為信號隔離的介面器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。
光耦合器的主要優點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發展起來產新型器件，現已廣泛用於電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、開關電路、斬波器、多諧振盪器、信號隔離、級間隔離 、脈沖放大電路、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設備及微機介面中。在單片開關電源中，利用線性光耦合器可構成光耦反饋電路，通過調節控制端電流來改變占空比，達到精密穩壓目的。

隔離變壓器是指輸入繞組與輸出繞組帶電氣隔離的變壓器，隔離變壓器用以避免偶然同時觸及帶電體，變壓器的隔離是隔離原副邊繞線圈各自的電流。早期為歐洲國家用在電力行業，廣泛用於電子工業或工礦企業、機床和機械設備中一般電路的控制電源、安全照明及指示燈的電源。
隔離變壓器屬於安全電源，一般用來機器維修、保養用，起保護、防雷、濾波作用。
隔離變壓器的原理和普通變壓器的原理是一樣的。都是利用電磁感應原理。隔離變壓器一般（但並非全部）是指1：1的變壓器。由於次級不和大地相連。次級任一根線與大地之間沒有電位差，使用安全。常用作維修電源。
控制變壓器和電子管設備的電源也是隔離變壓器。如電子管擴音機、電子管收音機與示波器，以及車床控制變壓器等電源都是隔離變壓器。如為了安全維修彩電常用1：1的隔離變壓器。在空調中也有使用。
首先通常我們用的交流電源電壓一根線和大地相連，另一根線與大地之間有220V的電位差。人接觸會產生觸電。而隔離變壓器的次級不與大地相連，它的任意兩線與大地之間沒有電位差。人接觸任意一條線都不會發生觸電，這樣就比較安全。
其次，隔離變壓器的輸出端跟輸入端是完全「斷路」隔離的，這樣就有效的對變壓器的輸入端（電網供給的電源電壓）起到了一個良好的過濾作用。從而給用電設備提供了純凈的電源電壓。
另一用途是防干擾。可廣泛用於地鐵、高層建築、機場、車站、碼頭、工礦企業及隧道的輸配電等場所。
隔離變壓器是指輸入繞組與輸出繞組在電氣上彼此隔離的變壓器，用以避免偶然同時觸及帶電體（或因絕緣損壞而可能帶電的金屬部件）和大地所帶來的危險，它的原理與普通乾式變壓器相同，也是利用電磁感應原理，主要隔離一次電源迴路，二次迴路對地浮空，以保證用電安全。