研究國(guó)外的變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器裝置，日系驅(qū)動(dòng)器由于在智能功率模塊IPM方面有非常明顯的技術(shù)工藝優(yōu)勢(shì)，其采用的IPM模塊都是量身定制的，無論采用IGBT模塊的架構(gòu)或者IPM模塊的架構(gòu)都能取得很好的性能， 歐美的驅(qū)動(dòng)器很少使用IPM，幾乎都采用IGBT模塊的架構(gòu)，比如倫茨，艾默生，KMG，西門子等。
IPM的優(yōu)點(diǎn)：小體積，小型化 ；縮短研發(fā)周期；驅(qū)動(dòng)電路和IGBT之間連線短，驅(qū)動(dòng)電路的阻抗低，不需要負(fù)電源；集成了IGBT的驅(qū)動(dòng)，欠壓保護(hù)，過熱保護(hù)，過流短路保護(hù)，可靠性高。
IPM的缺點(diǎn)：過流或者過溫保護(hù)點(diǎn)已經(jīng)固定，如果因?yàn)槟承┨厥獾男枨缶蜔o法作更改，靈活性不夠；IPM只有一個(gè)報(bào)警信號(hào)輸出，不能分辨究竟是過熱還是過流還是欠壓等。還有如果就只有驅(qū)動(dòng)或者保護(hù)部分電路損壞,但是我們只能無奈的換掉整個(gè)模塊，而大功率IPM的采購(gòu)成本非常高。
IGBT的優(yōu)點(diǎn)：采用IGBT架構(gòu)電路結(jié)構(gòu)靈活 ，過載能力強(qiáng)（其額定電流是在80℃定義，而IPM是在25℃定義的），采購(gòu)成本低，可以靈活的設(shè)計(jì)IGBT的驅(qū)動(dòng)電路有效的控制其開啟和關(guān)斷時(shí)間，實(shí)現(xiàn)良好的EMI和IGBT的熱功耗。
IGBT的缺點(diǎn)：體積大，還需要設(shè)計(jì)如驅(qū)動(dòng)電路、外圍的報(bào)警保護(hù)電路等保證IGBT的可靠運(yùn)行。因此設(shè)計(jì)難度大，穩(wěn)定性和可靠性很難把握，并且驅(qū)動(dòng)電路除了需要正電源往往還需要負(fù)電源，需要提供的電源相對(duì)多，布局布線存在困難。
在**的伺服驅(qū)動(dòng)裝置的研發(fā)中，我們恰恰需要它的靈活性。只有從工藝、電路、布局布線以及軟件上進(jìn)行優(yōu)化，才能打造出可靠穩(wěn)定的硬件平臺(tái)。因此一般采用IGBT架構(gòu)。也有一些**的伺服如法拉克的6驅(qū)一體用于機(jī)器人的伺服是采用了IPM的方案，主要原因是為了實(shí)現(xiàn)小型化，將6個(gè)驅(qū)動(dòng)器集成一體，采用IPM可以提高可靠性，再者法拉克所用的IPM是其本國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的完全可以實(shí)現(xiàn)定制，以達(dá)到*好的驅(qū)動(dòng)特性。如果我公司要設(shè)計(jì)**的伺服，如機(jī)器人專用的*好不要采用日本的IPM, 因?yàn)槲覀冊(cè)?jīng)花了兩周時(shí)間調(diào)試完畢基于三菱的IPM模塊PS21255(20A)的電源板，并且發(fā)現(xiàn)了三菱模塊不論是PS21255(**代)還是PS21875(第三代)配傳感器ACS712（單端輸出）性能都很差，連6米的快速移動(dòng)都會(huì)造成步進(jìn)電機(jī)電機(jī)悶車，但是英飛凌和IR的智能模塊都運(yùn)行很正常，這也真正的應(yīng)證了日本確實(shí)是將品質(zhì)一般的產(chǎn)品賣給中國(guó)，所以我建議公司應(yīng)該加大IGBT的應(yīng)用，多沉淀和積累關(guān)于IGBT的驅(qū)動(dòng)保護(hù)等相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，逐步減少對(duì)日本IPM模塊的依賴。
IGBT的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)形式：分離元件;專用集成驅(qū)動(dòng)電路;光耦驅(qū)動(dòng);變壓器驅(qū)動(dòng)。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展及貼片工藝的出現(xiàn)，這類分離元件式的驅(qū)動(dòng)電路，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成化低、故障率高已逐漸被淘汰。光耦器件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路具有線路簡(jiǎn)單、可靠性高、開關(guān)性能好等特點(diǎn)，在IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)中被廣泛采用。如東芝公司的TLP系列、夏普公司的PC系列，安華高的HCPL系列等。目前已開發(fā)的專用集成驅(qū)動(dòng)電路，主要有IR公司的IR2136，三菱公司的EXB系列厚膜驅(qū)動(dòng)。此外，現(xiàn)在的一些歐美廠商在IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)上采用高頻隔離變壓器，如 CONCEPT公司，丹佛斯VLT系列變頻電源。通過高頻變壓器對(duì)驅(qū)動(dòng)電路電源及信號(hào)的隔離，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)電路的可靠性，同時(shí)也有效地防止主電路出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)控制電路的損壞，故障率低，壽命長(zhǎng)，響應(yīng)快。但缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜。
目前國(guó)外的**IGBT驅(qū)動(dòng)方案伺服驅(qū)動(dòng)器主流是驅(qū)動(dòng)光耦，該方案*成熟，因此公司設(shè)計(jì)**伺服適宜選擇光耦來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)IGBT。
外圍保護(hù)電路，IGBT 模塊可能由于過電流、過電壓這類異常情況而受損，因此，在IGBT 模塊的運(yùn)用中,設(shè)計(jì)能夠避免這種異常情況從而保護(hù)元件的保護(hù)電路顯得尤為重要。短路保護(hù)通常有兩種方案，一種是通過電流檢測(cè)器，如電流傳感器、互感器和采樣電阻直接檢測(cè)IGBT的集電極電流。另外一種通過檢測(cè)IGBT的飽和壓降。當(dāng)IGBT發(fā)生短路時(shí)，為了避免關(guān)斷電流的di/dt過大形成的過電壓，導(dǎo)致IGBT鎖定無效和損壞，以及降低電磁干擾，通常采用軟關(guān)斷技術(shù)。一些驅(qū)動(dòng)光耦同時(shí)具備這兩種功能，如ACPL-332,因此采用帶檢測(cè)IGBT的飽和壓降功能驅(qū)動(dòng)光耦來實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。
因?yàn)镮GBT 的開關(guān)速度很快，IGBT 關(guān)斷時(shí)，或FWD 反向恢復(fù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的di/dt，由雜散電感引發(fā)很高的關(guān)斷浪涌電壓，要抑制發(fā)生過電壓的方法有：盡量將電解電容器配置在IGBT 的附近，減小雜散電感; 調(diào)整IGBT 的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電阻，減小di/dt; 在IGBT 中加上緩沖電路，吸收浪涌電壓。在緩沖電路的電容器中使用薄膜電容，并配置在IGBT 附近，使其吸收高頻浪涌電壓。