不附加驱动电源等。综合考虑以上要求采用变压器隔离全桥驱动电路其电路如图1所示。
图1中两个桥臂各选用一个NMOSFET和一个PMOSFET。两路PWM控制信号1或2为高电平时即1为高电平2为低电平Q1和Q4关断Q2和Q3导通Q5开通。此时Q2Q3和T1的原边绕组就形成通路脉冲电压加在T1的原边相应的次边会得到驱动脉冲信号。12都为低电平时Q1Q2会同时导通T1原边被短路则次边无脉冲输出5。MOSFET具有开通电阻小响应快能提供很大的瞬时开启IGBT所需的电流可以保证驱动脉冲有较陡的上升沿和下降沿6。需要说明的是此渗碳脉冲电源的输出脉冲控制芯片采用UC3825属于峰值电流控制型芯片自身具有防偏磁的能力7无需加隔直电容来防止偏磁相反当加隔直电容时出现两路PWM控制信号不能同时关闭的问题在去掉此隔直电容后问题消失。因此在使用隔直电容防偏磁时要注意所用芯片的控制模式。
上面给出的驱动电路虽然解决了驱动信号无延时传输和提供了有较陡上升沿和下降沿的驱动脉冲但又出现了驱动脉冲的上升沿有过冲和下降沿有很大的关断尖峰。上升沿的过冲主要是由漏感产生的具体分析及消除此过冲的方法已有详尽讨论。下降沿的关断尖峰主要是励磁电感产生的。一般减小这两种尖峰都是通过增加Rg门极电阻来实现但是增大Rg会减缓驱动脉冲上升沿和下降沿的陡度而增大开关损耗8。
图1变压器隔离全桥电路
此电路具体工作过程分析如下图2是一个脉冲周期当正脉冲上升沿t0t3到来时这里只考虑正脉冲电容C相当于短路通过二极管D和电容C可以给IGBT提供很大的瞬间电流把驱动脉冲的上升时间缩短。图2中正脉冲就是IGBT的驱动信号这个负脉冲的上升沿又是由另外一路驱动脉冲感应过来的所以所要讨论的就是另一路驱动脉冲的下降沿尖峰这四路输出脉冲是一样的所以只要讨论一路。但是为了直观、完整这里就把它看作是本路负脉冲的上升
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沿来讨论下面提到的负脉冲都是这种情况。当然稳压管这条支路也有电流流过但是与加速电容C这条支路相比就很小。若不加电阻R这个电容会经过几个脉冲周期充满电荷而失去加速作用所以要求电容C的电荷在每个周期上升沿到来时电容上无存储电荷。因此在电容上并联一小阻值的电阻给电容提供放电回路。在脉冲平顶期t3t4时IGBT的输入门极电容已经充满门极保持高电平此时IGBT的GE之间相当于断开变压器次边保持高电平。当脉冲下降沿t4t9到来时IGBT的输入电容在这段时间反向放电需缓关r