各種拓撲對IGBT驅(qū)動器的要求各不相同，比如：

兩電平拓撲通常要求短路保護和過壓保護即可。常用的短路保護方法又叫VCEsat或退保護監(jiān)控；過壓保護一般采用有源鉗位。

對于三電平NPC1拓撲，IGBT在短路時刻的關(guān)斷順序非常重要：

1、必須先關(guān)外管，再關(guān)內(nèi)管，否則內(nèi)管IGBT會承受整個母線電壓而損壞；

2、發(fā)生短路時，驅(qū)動器不應(yīng)該自動關(guān)斷IGBT，而應(yīng)將故障報告給控制單元，由控制單元來確保正確的關(guān)管順序；

3、只有內(nèi)管IGBT采用有源鉗位的情況下，才能忽略關(guān)管順序，并允許驅(qū)動器自動關(guān)斷IGBT。

而NPC2拓撲則沒有關(guān)管順序的要求。

NPC1和NPC2拓撲的共同特點是，在正常工作期間，相輸出端U的電壓相對于中性點N在+1/2DC和-1/2DC之間交變，即極性發(fā)生變化。這一特點對于在NPC2拓撲中N點和U點之間的IGBT形成雙向開關(guān)特別有意義。

下圖所示為當外部開關(guān)（此處未顯示）分別導(dǎo)通和關(guān)斷時內(nèi)管IGBT獲得的電壓。圖a中IGBT的集電極-發(fā)射極電壓始終為正電壓或零（理想化），因此，對于短路和過壓保護，無特殊要求；但是，如果用RB-IGBT作雙向開關(guān)，情況則不同，U點存在的交變電壓要求修改經(jīng)典的短路保護和過壓保護電路。否則，驅(qū)動器將會損壞，并最終損壞IGBT。

IGBT驅(qū)動器的考慮因素——過壓保護功能：

IGBT的過壓保護通常使用有源鉗位電路。（對于小功率應(yīng)用，也可使用“兩電平關(guān)斷”或“軟關(guān)斷”之類的替代方案）。有源鉗位能夠可靠地抑制過壓，其可驅(qū)動IGBT進入線性區(qū)從而降低di/dt。

圖a為標準IGBT的有源鉗位設(shè)置。TVS（D2…Dx）根據(jù)實際應(yīng)用條件（例如，直流母線電壓、IGBT的VCES等級）進行選擇；二極管D1是避免電流從IGBT的門極流入集電極的必需元件，僅要求40V的阻斷能力即可。

如果選擇圖b所示的帶RB-IGBT的NPC2拓撲，則不能使用帶單向TVS和低壓二極管的典型有源鉗位電路。因為RB-IGBT兩側(cè)的電壓將會根據(jù)開關(guān)狀態(tài)改變極性。

只要相應(yīng)IGBT集電極的極性為正，對應(yīng)驅(qū)動器的TVS就可以阻斷來自該驅(qū)動器的電壓；但是，集電極的電壓極性反轉(zhuǎn)后，TVS就開始導(dǎo)通，整個集電極電位將會施加在低壓二極管D1的陽極。此電壓大約等于直流母線電壓的一半，將導(dǎo)致IGBT驅(qū)動器及相關(guān)IGBT損壞。

解決方案1：如圖c所示，全部使用雙向TVS。

缺點：負電壓“Max（C2）”有可能達到相當于雙向TVS擊穿電壓的水平。這仍然會使二極管D1承受過高的反向電壓。

因此不推薦這種方法，而推薦使用方案2。

解決方案2：將低壓二極管D1替換成高壓二極管。該高壓二極管的阻斷電壓必須至少達到直流母線電壓的一半。

請注意：除了阻斷電壓，還必須考慮二極管的爬電距離和電氣間隙。在有些情況下，可能需要使用多個二極管串聯(lián)。

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