首先，介紹西門子旗下羅賓康公司的產品，高壓大功率變頻器的功率單元，羅賓康公司原是美國的公司，后被西門子收購。高壓大功率變頻器是驅動高壓大功率電機的調速系統，變流器由多個功率單元串聯組成。

我們來看一些圖片：

下圖，圖一，功率單元外觀

      圖二，功率器件1

圖三，功率器件2

 靠近熔斷器的模塊是IGBT，靠近散熱器尾部的模塊是三相整流橋。

圖四，控制板

整個功率單元就一塊PCB，左邊是4路IGBT的驅動保護電路，中下是開關電源，右邊是信號處理。我重點介紹IGBT的驅動保護電路。

圖五：驅動電路照片

圖六：驅動電路原理圖

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上一帖“圖六：驅動電路原理圖”是我根據實物測繪的

下面的“圖七：驅動電路原理圖（羅賓康）”是羅賓康提供的技術文件中的原理圖

我所得到的羅賓康功率單元實物是比較早期的產品，所以兩個原理圖略有差異。

圖七：驅動電路原理圖（羅賓康）

圖八：開關電源原理圖

IGBT的驅動電路的設計有幾個要點：

1、驅動電路的供電電壓

從“圖八：開關電源原理圖”上可以看到，有4路28V輸出，這是給4路IGBT驅動的供電。必須將單一的28V分為正負，“圖六：驅動電路原理圖”中由R51和ZD1（穩壓管）進行分壓。IGBT導通的最佳驅動電壓是+15V，最大允許1.5V上下波動。驅動電路使用的IC為PC929，這是一個極為常用的IC，這里就不作詳細介紹。PC929的驅動能力只有0.4A，肯定是不夠的，必須擴容。這樣，供電電壓與驅動輸出電壓就有2V的壓差，分壓值應該為+17V和-11V。

2、驅動電路的短路保護

PC929的9腳是檢測IGBT是否短路的，該腳是很靈敏的，極易受干擾，所以，用R83，R64，C17，D23，R49，C6（圖七）組成了濾波電路。同時這些阻容（加上R63）的參數也決定了盲區時間。

3、驅動故障回報的光耦選型

驅動故障回報的光耦選型必須選用高抗共模干擾的光耦，如圖七中的（PS5）TLP421，可替代型號有TLP781、PS2501。這類光耦的輸入/輸出的電容都很小。

再來看看我的IGBT驅動保護電路設計

圖九：使用HCPL-316J的原理圖

圖十：開關電源原理圖（我的設計）

圖十一：使用HCPL-316J的控制板

1、四路IGBT驅動電路在PCB板的中上部，由于使用的HCPL-316J的功能很全，比PC929使用的元件少，所以，占用的PCB板面積很小。

2、給四路驅動電路供電的開關電源的主電路在PCB板的中下部，變壓器在兩路驅動電路（同一橋臂的IGBT）的之間，從“圖十：開關電源原理圖（我的設計）”中可以看到，這個開關電源由24V供電，用了兩個變壓器(臥式EE19)，初級并聯，每個變壓器給兩路驅動電路提供隔離供電。實際設計中，還有多個變壓器的初級并聯，提供了多路隔離供電。

3、“圖九”中的C719、C720、R712組成防干擾濾波電路。

每一路電源可提供的連續平均電流50mA

每一路驅動電路輸出的瞬時最大電流14A