小磷光一

IGBT工作原理

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工作原理如图所示:


                            工作原理

当EXB841输人端脚14和脚15有10m A的电流流过时,光祸ISO1导通,A点电位迅速下降至0 V,V1和V2截止;V2截止使D点电位上升至20 V,V4导通,V5截止,EXB 841通过V4及栅极电阻Rg向IGBT提供电流使之迅速导通。其端电压下降至导通电压Uces=3V,与此同时,由于截止使电源通过R3向电容C1充电,其时间常数τ=2.2×1.1μs=2.42μs。

由于C2充电A点电位上开,因为Dz1的反向击穿电压为13VA到达这一电压所需时间为

   t1=τln Uc/(Uc-Uz1)=2.42μs×ln20/(20-13)=2.54μs

正常关断过程

控制电路使EXB841输人端脚14和脚15无电流流过,光藕ISO1不通,A点电位上升使V1和V2导通;V2导通使V4截止、V5导通,IGBT栅极电荷通过V5迅速放电,使EXB841的脚3电位迅速下降至OV(相对于EXB841脚1低5 V),使IGBT可靠关断。

 保护动作

设IGBT已正常导通,则V1和V2截止,V4导通,V5截止,B点和C点电位稳定在8V左右,Vzi不被击穿,V3截止,E点电位保持为20 V,二极管Vd6截止。若此时发生短路,IGBT承受大电流而退饱和,Uce上升很多,二极管Vd7截止,则EXB841的脚6"悬空”,B点和C点电位开始由8V上升;当上升至13V时,VZ,被击穿,V3导通,C4通过R,和V3放电,E点电位逐步下降,二极管VU6导通时D点电位也逐步下降,使EXB841的脚3电位也逐步下降,缓慢关断IGBT,B点 和C点电位由8V上升到13V的时间可用下式求得:


式中t=1.3μs;τ1为R3和C2的充电时间常数,


C3与 R7 组成的放电时间常数为


E点由20V下降到3.6V的时间由下式求得:

 

此时慢关断过程结束,IGBT栅极上所受偏压为OV,这种状态一直持续到控制信号使光藕ISO1截止,IGBT栅极所受偏压由慢关断时的OV迅速下降到一5V ,IGBT完全关断。V1导通C2迅速放电,V3截止,20 V电源通过R9对C4充电,RC充电时间常数为


则E点由3.6 V充至19 V的时间可用下式求得:


则E点恢复到正常状态需135μt ,s至此EXB841恢复到正常状态,可以进行正常的驱动。