具有源电压钳位功能的电动汽车 IGBT 驱动电路设计与研究

发布网友发布时间：2024-10-21 16:59

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热心网友时间：2024-11-30 10:04

电动汽车和混合动力机车的高电压电池环境要求驱动电路设计具备有效防止IGBT过压失效的能力。有源电压钳位技术作为关键解决方案，本文研究了不同钳位方式，如增加关断电阻、TLTO和有源电压钳位，针对Infineon的1ED020I12FA芯片和Hybridpack 2 IGBT进行实际驱动电路设计。

在电动汽车中，为了提升性能，采用高电压和大功率IGBT是趋势。这导致在高母线电压下，关断时的Vce电压尖峰成为问题。有源电压钳位通过TVS管在IGBT关断时抑制电压尖峰，如TLTO技术通过延迟负电压的下降，而有源钳位则通过负反馈闭环控制电流变化率，有效保护IGBT。

设计中，基本的有源钳位电路存在缺点，如部分能量通过TVS损耗。改进型钳位电路通过两个回路设计优化了能量分配，提升了钳位效果。测试结果显示，改进后的钳位电路在短路条件下显著降低了Vce尖峰，增强了系统的稳定性。

尽管设计采用了AEC Q100和部分AEC Q200认证的组件，但仍需注意进一步升级，考虑更高电压和复杂环境下的适应性，如串联电容和推挽输出级的优化。有源电压钳位在电动汽车IGBT驱动中的重要性不言而喻，它确保了系统在多种高电压工况下的可靠性，为设计灵活性和平衡性提供了支持。