如何依靠输出逻辑提升IGBT的可靠性

随着现代电科技设备的日趋复杂，原有的电源已经无法再满足人们的需要。大功率特种电源便应运而生，而其中较为重要的，就是IGBT技术。如果想要全面稳妥的提高IGBT的可靠性，就需要从多个方面来入手。本文就将从输出逻辑可靠性这一层面来为大家讲解如何提高IGBT的可靠性。

关于输出逻辑方面的可靠性提高，主要包括存储器逻辑错误方面的一些建议和驱动板安装位置的建议。在研发大功率IGBT驱动器的过程中，驱动器本身的状态锁存器有时会发生逻辑记忆错误。导致驱动器输出的逻辑错误。经过对电路的优化，在试验中就没有再遇到过类似的问题。但这只能说明系统的抗扰阈值提高了。这个故障出现的可能性恐怕不能从根本上被避免。

因此人们很容易联想到单片机系统不可避免的程序跑飞和死机等问题。不管系统设计多么好，也不能绝对避免这些现象。只是概率很低而已。对于高端的大功率IGBT驱动器，使用脉冲变压器进行隔离的模式似乎是当前普遍采用的方式。而这种形式必须要在输出端一侧使用逻辑锁存器来记录当前的逻辑状态。当接收到隔离变压器发来的脉冲信号后再进行逻辑翻转。一旦这个和IGBT共地的电路系统突然出现类似于单片机系统的逻辑错误，导致IGBT的失效。那么在事后的故障分析中，估计也很难发现是驱动器的原因。

当然把这种现象与单片机系统相比，也不完全合理。首先，有利的一面是逻辑系统毕竟比单片机系统简单很多。因此被扰动的概率要相对低一些。尤其这个系统其实并不会因为瞬态的逻辑错误导致严重故障。因此只要保证逻辑记忆这一个环节不出问题即可。但是不利的一面是，它和能量巨大且工作于开关状态的IGBT有直接的电气连接。而且在开关过程导致的电位变化过程中，会有很强的瞬间电流为这个电路补充电荷以达到新的电位。这是很强的干扰。相比之下，在处理数模混编电路的时候。连数字地和模拟地都要分开，以防止干扰。就显得是很奢侈的做法了。

所以提醒设计驱动电路的朋友要注意电磁兼容问题。尤其是逻辑状态锁存器的可靠性。而对于直接应用成品驱动器的朋友，有如下几点建议：

首先尽量避免驱动器与IGBT的直接连接。一般人们习惯于驱动器输出串接门极电阻到IGBT的门极(MOSFET的栅极)而输出端的地直接与IGBT射极(MOSFET的源极)相连。最好的方法是将门极电阻分成两个串联的电阻，一个串接在门极与输出端，一个串接在射极与输出端地。(对于上升下降沿分别对应一个门极电阻的情况。也可以分出一个公共的电阻串接在射极与输出地之间。)

另外一个方面，建议驱动器输出侧电路板平面的安装位置尽量与距离最近的大电流走线方向保持垂直(也就是与电路板上的线路垂直)，这样可以尽量避免电磁耦合。

本文用了较长的篇幅来探讨输出逻辑，为读者分析了如何通过对输出逻辑进行优化与改造，达到提升IGBT可靠性的目的。当然，对IGBT性能的提升不仅仅依靠这一点便能实现，更多的是需要多属性的配合，小编在之后的文章中将为大家带来更多的相关内容。