如何解讀帶載IGBT模塊的驅動波形問題

驅動波形一直是工程師們在做測試時一直非常關注的重要參考依據。本文中所講解的電路是全橋移相加降頻控制電路，其使用的是STM32R103單片機，驅動電路用PC929隔離驅動典型應用。在這里提出了測試時展現出的波形差異，并提出合理的成因及需要注意的事項。

電路描述

電路是全橋移相加降頻控制。STM32R103單片機，驅動電路用PC929隔離驅動典型應用。輸出功率在60KW。工作頻率在15-20K，開關電源是單項380V輸入，uc2844為開關電源。產品測試沒有做直通實驗。負載是電磁加熱線圈電感量在200左右。一般測試滿載下工作1分鐘，20KW下間斷工作30分鐘。現在的問題是使用一段時間2個月陸續出現IGBT門極擊穿，上管的超前臂軟擊穿。IGBT型號300A 1200v 嘉興斯達。

IGBT模塊的驅動波形，帶載情況下，開關電源540V，左圖是用80UF電容濾波帶差模線圈，右圖是8UF濾波加雙共模電感，我們可以了解到，波形的下方震蕩幅度不一樣跟紋波電壓無關。

三相改成單相供電，紋波非常大，整流濾波后幾乎是曼頭波。因此這個波形是電路阻抗及磁路阻抗都沒有達到最佳的匹配，才會造成這種情況。

上圖為UCE的波形，圖中紅線圈出的地方顯示進入了容性區，所以管子會擊穿，這表明電路在保護有問題。一旦進入容性區要立即關激勵，并且顯示故障狀況。進入容性區是否就代表LC的諧振頻率比LC工作的頻率小，而不是相等或者在感性區。另外我們需要注意的是開機沒有慢起動，又沒有頻率跟蹤，如果有了這二項，就會跟蹤到諧振點上，不會進入容性區，只是功率不同而已。感應加熱設計時要把各種可能的問題都考慮進去，包括用戶的各種違規操作和不規范檢修、接錯IGBT的驅動等等。這樣機器出廠后才能保證五到十年內不會損壞主機的主要器件，如功率模塊和三相整流橋。

小結

驅動輸出最大電流0.4A不足以驅動300A的模塊;主機需要通過電磁兼容性的設計;過流保護需要驗證具體的動作值以保護管子。

(編者按：本文為電源網論壇網友igbtsy原創分享，本文觀點僅代表個人。)