【導讀】要了解什麼是IGBT驅動

，首先你需要了解什麼是IGBT。我們都知道
，電機驅動是IGBT的主要應用領域之一。

要了解什麼是IGBT驅動，首先你需要了解什麼是IGBT。我們都知道，電機驅動是IGBT的主要應用領域之一。有的同學可能會有這樣的困惑：

“IGBT本來就是驅動電機的，為什麼它自己還需要一個驅動

？IGBT驅動到底是做什麼的
？”

這個問題說來簡單
，就像《極簡電力電子學》中所說：“IGBT本質上就是一個電子開關，就好比你家裏牆上的開關
，按一下，開關閉合，電燈亮起；再按一下，電燈熄滅。

當然，操作IGBT，不再是手，而是電子脈衝。高電平來臨時
，器件開通；低電平來臨時，器件就關斷。手動操作開關，可能一秒鍾一兩次，而我們的電子開關，一秒鍾可以開關上萬次，幾十萬次。

那麼這時候問題來了：控製IGBT電子脈衝從哪兒來？

有的同學要舉手了：我知道我知道！控製脈衝可以從MCU來！

非常棒！你都會搶答了！

MCUjiuxiangwomendedanao，takongzhiwomenshentideyijuyidong。dantafachudeshenjingyuanxinhaofeichangweiruo
，genbenwufaandongkaiguan。suoyidanaoxuyaobazhegexinhaochuansonggeishou

，youshoubujirouyundonglaichanshengyidingdeliliang
，enxiakaiguan。IGBT的驅動就是控製IGBT的、靈巧又有力量的“手”。

那麼
，信號從MCU到IGBT驅動芯片

，中間都經曆了什麼？

首先

MCU的輸出電流是mA級別，而IGBT需要的驅動電流可能達到幾安培。IGBT驅動要完成的首要任務，就是作為一個放大器，放大電流。

其次

MCU輸出電平一般是3.3V，而IGBT一般的驅動電壓要達到15V。IGBT驅動需要把3.3V信號轉成15V信號。而且這個15V，不是一般的15V。IGBT一般工作在橋式電路中。橋式電路會承受母線電壓。當電路不開關時，橋式電路的中點會承受一半的母線電壓
；在上管開通時，中點電位與母線電壓相同。

這時上管IGBT驅動的工作，就是要在幾百伏或上千伏的母線電壓基礎之上
，再生成一個15V的電壓信號來。好比說MCU提供了一顆長在地上的小樹苗
，IGBT驅動的工作不光是要把小樹苗變成大樹，還要把它移植到高山上去。聽起來是不是很厲害！

最後

MCU 在低壓側
，其供電電壓一般為5V。IGBT在高壓側，母線電壓可達幾千伏。因為低壓側會有人機接口

，所以絕對不能讓高壓側高電壓流竄到低壓側，給人體造成傷害！有的時候，IGBT驅動需要有一定的電氣隔離能力，做為低壓側和高壓側之間的屏障，防止副邊高壓對原邊操作的人體造成傷害。如果IGBT驅動不具有絕緣能力的話，絕緣屏障就要加在MCU與人機接口之間。

能完成以上功能的驅動
，我們稱之為緊湊型驅動。比如英飛淩1ED  X3 compact係列：

在有些應用場景下，驅動要提供豐富的保護功能。首先，驅動器要長出一雙“眼睛”（故障檢測）
，觀察“電燈”（負載）或者“開關”（IGBT）運行是否正常。如果負載有異常，故障檢測立刻發送信號給“大腦”MCU，MCU發指令給IGBT驅動，IGBT驅動關閉功率器件，避免炸機。我們把具有保護功能的IGBT驅動IC稱為增強型驅動。IGBT驅動的保護功能包括欠壓關斷
、短路保護、過壓保護
、過溫保護、米勒鉗位、軟關斷等。

這一類驅動
，我們稱之為增強型驅動芯片，代表產品有英飛淩1ED34x1MC12M：

英飛淩提供完整的功率器件+驅動芯片解決方案。

英飛淩驅動芯片技術有兩類：非隔離型和隔離型。非隔離型的驅動
，使用的是level-shift電平轉移技術，顧名思義，它能把平地上的“小樹苗”移植到高山上去，但不具有絕緣能力。其中
，SOI是一種特別的level-shift技術，它在絕緣的二氧化矽層上製作晶體管，杜絕了漏電流的產生

，從而使驅動芯片具有很強的抗負壓能力。

隔(ge)離(li)型(xing)的(de)驅(qu)動(dong)，既(ji)能(neng)完(wan)成(cheng)電(dian)平(ping)轉(zhuan)換(huan)
，也(ye)具(ju)有(you)原(yuan)副(fu)邊(bian)電(dian)氣(qi)隔(ge)離(li)的(de)能(neng)力(li)。市(shi)麵(mian)上(shang)常(chang)見(jian)的(de)隔(ge)離(li)技(ji)術(shu)有(you)光(guang)隔(ge)離(li)
，磁(ci)隔(ge)離(li)，容(rong)性(xing)隔(ge)離(li)。英(ying)飛(fei)淩(ling)隔(ge)離(li)型(xing)驅(qu)動(dong)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)磁(ci)隔(ge)離(li)技(ji)術(shu)
，它(ta)使(shi)用(yong)兩(liang)個(ge)線(xian)圈(quan)分(fen)別(bie)作(zuo)為(wei)原(yuan)邊(bian)和(he)副(fu)邊(bian)的(de)信(xin)號(hao)接(jie)收(shou)器(qi)，二(er)氧(yang)化(hua)矽(gui)作(zuo)為(wei)中(zhong)間(jian)的(de)絕(jue)緣(yuan)層(ceng)，又(you)叫(jiao)做(zuo)無(wu)磁(ci)芯(xin)變(bian)壓(ya)器(qi)技(ji)術(shu)。

我們將在接下來的係列文章中，詳細介紹驅動芯片不同的技術特點
，以及相應的產品分類。

說到這裏
，不知道大家有沒有發現一個有趣的現象
，整個電力係統就像是一個層層放大的套娃：MCU發出的mA級微弱信號
，經IGBT驅動芯片放大到幾安培，驅動芯片後麵可能還有一個booster電路將驅動電流放大到十幾安培，這個電流再經過IGBT，可以放大到幾百安甚至幾千安的，從而舉起礦石
，升起電梯，驅動高鐵。IGBT驅動是整個係統中至關重要的一環。

剛剛接觸IGBT驅動芯片的小夥伴，麵對琳琅滿目的IC型號難免眼花繚亂。其實選擇合適的IGBT驅動芯片非常簡單，英飛淩有在線的驅動IC選擇工具，隻需要輸入係統的電壓、電流
、絕緣等級等簡單信息，工具就會推送合適的產品了。

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