基于skhi22b的電動游覽車驅動電路設計
呂健攀，張奕黃，楊岳峰，王衛東(北京交通大學，北京100044)
中圖分類號：tm343 文獻標識碼：e
文章編號：1004 -7018( 2008) 09 -0061 -01
0引言
電動汽車是新時代的產物，它以電能為能源，具有零排放、無污染等特點，應用廣闊。而驅動電機以及控制系統是電動汽車動力系統中的核心，為了達到高效率、高勝能，通常
采用異步電機。用集成功率模塊( ipm)作為逆變器使用時，雖然應用簡單，開發周期短，然而實際應用中可靠性并沒有icbt高，成本也比較高：因此用jcbt來代替ipm模塊，降
低成本，增加可靠性。igbt驅動必須具備兩個功能：一是實現控制電路與被驅動icbt柵極的電隔離，二是提供合適的柵極驅動脈沖。為r能有效的驅動icbt，本文結合異步電動機的控制系統，設計了一種高性能的逆變驅動電路，用于電動游覽車逆變控制器上
skhi22系列驅動模蛺是德國西門康(semikron)公司推出的一種igbt/mosfblt驅動模塊。skhi系列驅動模塊主要有以下特點
(1)僅需一個不需隔離的+15 v電源供電；
(2)抗dv/dt能力可以達到75 kv／μs；
(3)控制電路和t(-.bt主電路之間的隔離電壓可以達到4 000 v：
(4)輸出峰值電流可以達到8 a;
(5)同一橋臂上下開關管驅動信號具有互鎖功能，可以防止兩個開關管的貫穿導通；
(6)死區時間、vce的監控、rgon和rgoff.可以分別調節，因而可以對不同用戶的特殊需求進行優化；
(7)可以輸出差錯信號以通知控制系統；
(8)具有過流、欠壓保護功能。
采用skhi22b的驅動電路在車用逆變器電機驅動系統中得到了較好的應用。
1電路設計
圖l為基于skhi22b驅動模塊設計的驅動電路在電動游覽車控制系統中的應用框圖。該控制系統是由12節12 v的蓄電池串聯構成一個144 v的直流電源，通過逆變器把直流電逆變成三相交流電來控制異步電動機：本文用三個skhi22b模塊驅動六個lcbt開關管一設計驅動電路時，外圍電路包括電源部分、故障顯示部分、以及電阻、電容參數的選取等需要重點考慮。
由于skhi22b模塊內部有帶隔離變壓器的dc/dc變換器，因而不需要單獨設計隔離的變壓器，節省了空間布局，而且只需要一路15 v的驅功電源。在輔助電源原邊有欠電壓監控電路，這樣可以保證icbt具有安全可靠并能提供足夠功率的門極驅動電路。圖2為其中一個模塊驅動電路原理圖。驅動模塊的輸入電壓為15 v，驅動輸入信號必須是一個5v的信號電壓，通態電流為0 34 ma，根據前級r1和r2前級的輸入信號電平的高低，選擇r1和r2的參數：本文中輸如信號a+、a-的****電平為l5 v，通過計算，開通電阻r1和r2參數設為6 8 kω。
通過對p5、p6、p9管腳電乎的控制，硬件實現死區的給定，有0、l .3μs、2 .3μs、3.3μs、4.3μs五種死區狀態，如表l所示。根據實際需要，選擇對應的死區時間。本文采用p5、p6、p9同時開路的方式，死區時間設為4 3 μs。
輸出級可通過分別串接的r gon和r goff調節icbt的開通和關斷速度，當icbt在硬開關方式下工作時，會在開通及關斷過程中產生較大的開關損耗，這個過程越長，開關損耗越大，器件工作頻率較高時，開關損耗甚至會大大超過icbt通態損耗，造成管芯溫升較高；這種情況會大大限制igbt的開關頻率和輸出能力，同時對ic-bt昀安全工作造成很大威脅，icbt的開關速度與其柵極控制信號的變化速度密切相關，icbt的柵極電壓源特性呈非線性電容性質，因此，驅動器須具有足夠的瞬時電流吞吐能力，才能使igbt柵源電壓建立或消失得足夠快，從而使開關損耗降至****水平；另一方面，驅動器電阻也不能過小，以免驅動回路的雜散電感與柵極電容形成欠阻尼振蕩，同時過短的開關時間，也會造成主回路過高的電流尖峰，這既對主回路安全不利，又容易在控制電路中造成干擾：一推薦為在保證死區時間的條件下，開關延遲時間不大于1μs;阻值越大，開通關斷越慢：r gon< |
