廣東愛晟電子科技有限公司生產(chǎn)的IGBT用NTC熱敏芯片，在大功率IGBT模塊中起到溫度監(jiān)測和溫度控制的作用。利用大功率IGBT交流電與直流電之間轉(zhuǎn)換的特性，其被廣泛應(yīng)用于軌道交通、新能源汽車電池管理系統(tǒng)（BMS，Battery Management System）、智能家居等領(lǐng)域。

大功率IGBT驅(qū)動器在高電壓環(huán)境工作時，為了保證控制器不受影響，驅(qū)動脈沖信號必須經(jīng)過隔離后再傳送到IGBT的柵極。一般的隔離方式有光隔離和磁隔離，光隔離又包括光耦隔離和光纖隔離。由于隔離電壓相對較低，光耦隔離存在傳輸延遲、老化和可靠性等方面的問題，在直流母線電壓超過800V的高壓應(yīng)用場合很少采用。而采用脈沖變壓器隔離（磁隔離）可以實現(xiàn)相對較高的隔離電壓，而且變壓器的可靠性高，傳輸延遲小，可以實現(xiàn)較高的開關(guān)頻率，不存在老化的問題，因此在大功率IGBT驅(qū)動器中多數(shù)采用脈沖變壓器作為隔離元件來完成驅(qū)動信號的隔離傳輸。

傳統(tǒng)的驅(qū)動用脈沖變壓器是將放大后的脈沖信號隔離后直接驅(qū)動IGBT或功率MOS管，這種工作方式無需單獨(dú)的驅(qū)動電源，電路設(shè)計簡單，成本也比較低。但是當(dāng)驅(qū)動脈沖的占空比變化范圍比較大，特別是在占空比比較大時，由于變壓器輸出波形在一個周期的伏秒積必須相等，可能使輸出正脈沖幅度減小，以至于無法正常驅(qū)動IGBT，通常要求控制脈沖占空比小于50%。同時，脈沖變壓器磁芯的飽和問題也限制了控制脈沖的導(dǎo)通時間。另外，驅(qū)動波形存在失真，特別是在驅(qū)動大功率IGBT時，由于IGBT的輸入電容比較大，脈沖變壓器次級輸出的驅(qū)動脈沖波形很難滿足驅(qū)動要求。因此，這種驅(qū)動方式主要應(yīng)用于小功率的開關(guān)電源中。

為了方便用戶對驅(qū)動電源的設(shè)計，大功率IGBT驅(qū)動模塊內(nèi)部通常都自帶了DC/DC變換器。具有高隔離電壓等級的DC/DC變換器無需用戶單獨(dú)設(shè)計隔離電源，集成的隔離變換器通常采用半橋式或推挽式的結(jié)構(gòu)。為了增加隔離電壓，簡化變換器控制電路，一般不帶閉環(huán)控制，個別驅(qū)動器在輸出端增加了線性穩(wěn)壓電源來實現(xiàn)驅(qū)動電壓的穩(wěn)定。為了減小變壓器的體積，工作頻率多在100khz以上。在高壓大功率應(yīng)用場合，根據(jù)不同的母線電壓，驅(qū)動器初級、次級之間必須要求具有很高的隔離電壓耐量，900V DC的母線電壓要求至少有4KV AC的隔離電壓。另外一個必須考慮的因素是DV/DT耐量，當(dāng)IGBT高速開關(guān)時，可能產(chǎn)生非常高的DV/DT耐量，此信號可以經(jīng)過隔離變壓器或脈沖變壓器耦合到初級控制電路，對控制電路產(chǎn)生干擾。因此，在隔離變壓器的設(shè)計時還要求其具有非常小的初次級耦合電容，根據(jù)對DV/DT耐量具體的要求來決定其變壓器耦合電容容量大小，通常情況下都要小于20PF。

變壓器的制作工藝是實現(xiàn)上述高隔離電壓的關(guān)鍵，為了增加隔離電壓耐量，減小初、次級或次級之間的耦合電容，通常都是將繞組分開繞制，中間用絕緣檔板分隔。有時還需要在磁芯表面涂上加厚的絕緣材料或者用三層絕緣線來繞制。





參考資料：

電力電子技術(shù)與新能源《大功率IGBT驅(qū)動的技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢分析》