如何依靠輸出邏輯提升IGBT的可靠性

隨著(zhù)現代電科技設備的日趨復雜，原有的電源已經(jīng)無(wú)法再滿(mǎn)足人們的需要。大功率特種電源便應運而生，而其中較為重要的，就是IGBT技術(shù)。如果想要全面穩妥的提高IGBT的可靠性，就需要從多個(gè)方面來(lái)入手。本文就將從輸出邏輯可靠性這一層面來(lái)為大家講解如何提高IGBT的可靠性。

關(guān)于輸出邏輯方面的可靠性提高，主要包括存儲器邏輯錯誤方面的一些建議和驅動(dòng)板安裝位置的建議。在研發(fā)大功率IGBT驅動(dòng)器的過(guò)程中，驅動(dòng)器本身的狀態(tài)鎖存器有時(shí)會(huì )發(fā)生邏輯記憶錯誤。導致驅動(dòng)器輸出的邏輯錯誤。經(jīng)過(guò)對電路的優(yōu)化，在試驗中就沒(méi)有再遇到過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題。但這只能說(shuō)明系統的抗擾閾值提高了。這個(gè)故障出現的可能性恐怕不能從根本上被避免。

因此人們很容易聯(lián)想到單片機系統不可避免的程序跑飛和死機等問(wèn)題。不管系統設計多么好，也不能絕對避免這些現象。只是概率很低而已。對于高端的大功率IGBT驅動(dòng)器，使用脈沖變壓器進(jìn)行隔離的模式似乎是當前普遍采用的方式。而這種形式必須要在輸出端一側使用邏輯鎖存器來(lái)記錄當前的邏輯狀態(tài)。當接收到隔離變壓器發(fā)來(lái)的脈沖信號后再進(jìn)行邏輯翻轉。一旦這個(gè)和IGBT共地的電路系統突然出現類(lèi)似于單片機系統的邏輯錯誤，導致IGBT的失效。那么在事后的故障分析中，估計也很難發(fā)現是驅動(dòng)器的原因。

當然把這種現象與單片機系統相比，也不完全合理。首先，有利的一面是邏輯系統畢竟比單片機系統簡(jiǎn)單很多。因此被擾動(dòng)的概率要相對低一些。尤其這個(gè)系統其實(shí)并不會(huì )因為瞬態(tài)的邏輯錯誤導致嚴重故障。因此只要保證邏輯記憶這一個(gè)環(huán)節不出問(wèn)題即可。但是不利的一面是，它和能量巨大且工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的IGBT有直接的電氣連接。而且在開(kāi)關(guān)過(guò)程導致的電位變化過(guò)程中，會(huì )有很強的瞬間電流為這個(gè)電路補充電荷以達到新的電位。這是很強的干擾。相比之下，在處理數?；炀庪娐返臅r(shí)候。連數字地和模擬地都要分開(kāi)，以防止干擾。就顯得是很奢侈的做法了。

所以提醒設計驅動(dòng)電路的朋友要注意電磁兼容問(wèn)題。尤其是邏輯狀態(tài)鎖存器的可靠性。而對于直接應用成品驅動(dòng)器的朋友，有如下幾點(diǎn)建議：

首先盡量避免驅動(dòng)器與IGBT的直接連接。一般人們習慣于驅動(dòng)器輸出串接門(mén)極電阻到IGBT的門(mén)極(MOSFET的柵極)而輸出端的地直接與IGBT射極(MOSFET的源極)相連。最好的方法是將門(mén)極電阻分成兩個(gè)串聯(lián)的電阻，一個(gè)串接在門(mén)極與輸出端，一個(gè)串接在射極與輸出端地。(對于上升下降沿分別對應一個(gè)門(mén)極電阻的情況。也可以分出一個(gè)公共的電阻串接在射極與輸出地之間。)

另外一個(gè)方面，建議驅動(dòng)器輸出側電路板平面的安裝位置盡量與距離最近的大電流走線(xiàn)方向保持垂直(也就是與電路板上的線(xiàn)路垂直)，這樣可以盡量避免電磁耦合。

本文用了較長(cháng)的篇幅來(lái)探討輸出邏輯，為讀者分析了如何通過(guò)對輸出邏輯進(jìn)行優(yōu)化與改造，達到提升IGBT可靠性的目的。當然，對IGBT性能的提升不僅僅依靠這一點(diǎn)便能實(shí)現，更多的是需要多屬性的配合，小編在之后的文章中將為大家帶來(lái)更多的相關(guān)內容。