igbt模塊驅動及保護技術-在線瀏覽
2025-03-04 16:58本頁面
【正文】 動波形與理想驅動波形不完全相同，并產(chǎn)生了不利于 IGBT開通和關斷的因素。 (a)等 效 電 路 (b)開 通 波 形 圖 1 IGBT開關等效電路和開通波形 在 t0時刻，柵極驅動電壓開始 上升，此時影響柵極電壓 uge上升斜率的主要因素只有Rg和 Cge，柵極電壓上升較快。從此時開始有 2個原因導致 uge波形偏離原有的軌跡。 其次，另一個影響柵極驅動電路電壓的因素是柵極－集電極電容 Cgc的密勒效應。顯然，柵極驅動電路的阻抗越低，這種效應越弱，此效應一直維持到 t3時刻， uce降到零為止。在 t3時刻后， ic達到穩(wěn)態(tài)值，影響柵極電壓uge的因素消失后， uge以較快的上升率達到最大值。為了減緩此效應，應使 IGBT模塊的 Le和 Cgc及柵極驅動電路的內阻盡量小，以獲得較快的開通速度。 t0時刻柵極驅動電壓開始下降，在 t1時刻達到剛能維持集電極正常工作電流的水平， IGBT進入線性工作區(qū)， uce開始上升，此時，柵極－集電極間電容 Cgc的密勒效應支配著 uce的上升，因 Cgc耦合充電作用， uge在 t1－ t2期間基本不變，在 t2時刻 uge和 ic開始以柵極－發(fā)射極間固有阻抗所決定的速度下降，在 t3時， uge及 ic均降為零，關斷結束。為了減小此影 響，一方面應選擇 Cgc較小的 IGBT器件；另一方面應減小驅動電路的內阻抗，使流入 Cgc的充電電流增加，加快了 uce的上升速度。由于飽和導通電壓是 IGBT發(fā)熱的主要原因之一，因此必須盡量減小。一般取 15V。 柵極串聯(lián)電阻對柵極驅動波形的影響 柵極驅動電壓的上升、下降速率對 IGBT開通關斷過程有著較大的影響。 IGBT的關斷特性主要取決于內部少子的復合速率，少子的復合 受 MOSFET的關斷影響，所以柵極驅動對 IGBT的關斷也有影響。 在正常狀態(tài)下 IGBT開通越快，損耗越小。此時應降低柵極驅動電壓的上升速率，即增加柵極串聯(lián)電阻的阻值，抑制該電流的峰值。利用此技術，開通過程的電流峰值可以控制在任意值。因此對串聯(lián)電阻要根據(jù)具體設計要求進行全面綜合的考慮。電阻值過小時會造成脈沖振蕩，過大時脈沖波形的前后沿會發(fā)生延遲和變緩。為了保持相同的驅動脈沖前后沿速率，對于電流容量大的 IGBT器件，應提供較大的前后沿充電電流。 IGBT的驅動電路 IGBT的驅動電路必須具備 2個功能：一是實現(xiàn)控制電路與被驅動 IGBT柵極的電隔離；二是提供合適的柵極驅動脈沖。 圖 3為采用光耦合器等分立元器件構成的 IGBT驅動電路。當輸入控制信號為零時， VLC截止， V V4導通，輸出－ 10V電壓。 圖 3由 分 立 元 器 件 構 成 的 IGBT驅 動 電 路 圖 4為由集成電路 TLP250構成的驅動器。外加推挽放大晶體管后，可驅動電流容量更大的 IGBT。 圖 4由 集 成 電 路 TLP250構 成 的 驅 動 器 5 、 IGBT的過流保護 IGBT的過流保護電路可分為 2類：一類是低倍數(shù)的
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