基于skhi22b的电动游览车驱动电路设计
吕健攀，张奕黄，杨岳峰，王卫东(北京交通大学，北京100044)
中图分类号：tm343 文献标识码：e
文章编号：1004 -7018( 2008) 09 -0061 -01
0引言
电动汽车是新时代的产物，它以电能为能源，具有零排放、无污染等特点，应用广阔。而驱动电机以及控制系统是电动汽车动力系统中的核心，为了达到高效率、高胜能，通常
采用异步电机。用集成功率模块( ipm)作为逆变器使用时，虽然应用简单，开发周期短，然而实际应用中可靠性并没有icbt高，成本也比较高：因此用jcbt来代替ipm模块，降
低成本，增加可靠性。igbt驱动必须具备两个功能：一是实现控制电路与被驱动icbt栅极的电隔离，二是提供合适的栅极驱动脉冲。为r能有效的驱动icbt，本文结合异步电动机的控制系统，设计了一种高性能的逆变驱动电路，用于电动游览车逆变控制器上
skhi22系列驱动模蛱是德国西门康(semikron)公司推出的一种igbt/mosfblt驱动模块。skhi系列驱动模块主要有以下特点
(1)仅需一个不需隔离的+15 v电源供电；
(2)抗dv/dt能力可以达到75 kv／μs；
(3)控制电路和t(-.bt主电路之间的隔离电压可以达到4 000 v：
(4)输出峰值电流可以达到8 a;
(5)同一桥臂上下开关管驱动信号具有互锁功能，可以防止两个开关管的贯穿导通；
(6)死区时间、vce的监控、rgon和rgoff.可以分别调节，因而可以对不同用户的特殊需求进行优化；
(7)可以输出差错信号以通知控制系统；
(8)具有过流、欠压保护功能。
采用skhi22b的驱动电路在车用逆变器电机驱动系统中得到了较好的应用。
1电路设计
图l为基于skhi22b驱动模块设计的驱动电路在电动游览车控制系统中的应用框图。该控制系统是由12节12 v的蓄电池串联构成一个144 v的直流电源，通过逆变器把直流电逆变成三相交流电来控制异步电动机：本文用三个skhi22b模块驱动六个lcbt开关管一设计驱动电路时，外围电路包括电源部分、故障显示部分、以及电阻、电容参数的选取等需要重点考虑。
由于skhi22b模块内部有带隔离变压器的dc/dc变换器，因而不需要单独设计隔离的变压器，节省了空间布局，而且只需要一路15 v的驱功电源。在辅助电源原边有欠电压监控电路，这样可以保证icbt具有安全可靠并能提供足够功率的门极驱动电路。图2为其中一个模块驱动电路原理图。驱动模块的输入电压为15 v，驱动输入信号必须是一个5v的信号电压，通态电流为0 34 ma，根据前级r1和r2前级的输入信号电平的高低，选择r1和r2的参数：本文中输如信号a+、a-的****电平为l5 v，通过计算，开通电阻r1和r2参数设为6 8 kω。
通过对p5、p6、p9管脚电乎的控制，硬件实现死区的给定，有0、l .3μs、2 .3μs、3.3μs、4.3μs五种死区状态，如表l所示。根据实际需要，选择对应的死区时间。本文采用p5、p6、p9同时开路的方式，死区时间设为4 3 μs。
输出级可通过分别串接的r gon和r goff调节icbt的开通和关断速度，当icbt在硬开关方式下工作时，会在开通及关断过程中产生较大的开关损耗，这个过程越长，开关损耗越大，器件工作频率较高时，开关损耗甚至会大大超过icbt通态损耗，造成管芯温升较高；这种情况会大大限制igbt的开关频率和输出能力，同时对ic-bt昀安全工作造成很大威胁，icbt的开关速度与其栅极控制信号的变化速度密切相关，icbt的栅极电压源特性呈非线性电容性质，因此，驱动器须具有足够的瞬时电流吞吐能力，才能使igbt栅源电压建立或消失得足够快，从而使开关损耗降至****水平；另一方面，驱动器电阻也不能过小，以免驱动回路的杂散电感与栅极电容形成欠阻尼振荡，同时过短的开关时间，也会造成主回路过高的电流尖峰，这既对主回路安全不利，又容易在控制电路中造成干扰：一推荐为在保证死区时间的条件下，开关延迟时间不大于1μs;阻值越大，开通关断越慢：r gon< |
