小磷光一

IGBT驱动电路

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绝缘栅双极型晶体管IGBT(InsulatedG ateB ipolarTransistor)是一种由双极晶体管与MOSFET组合的器件,它既具有MOSFET的栅极电压控制快速开关特性,又具有双极晶体管大电流处理能力和低饱和压降的特点,近年来在各种电力变换装置中得到广泛应用。但是,IGBT的门极驱动电路影响IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路电流能力及dine / d t等参数,决定了IGBT的静态与动态特性。因此,在使用IGBT时,最重要的工作就是要设计好驱动与保护电路。


 典型的IGBT栅极驱动电路

动态驱动能力强,能为IGBT 栅极提供具有陡峭前后沿的驱动脉冲。当IGBT 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IGBT 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IGBT 的安全工作构成很大威胁。IGBT 的开关速度与其栅极控制信号的变化速度密切相关。IGBT 的栅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较低的水平。另一方面,驱动器内阻也不能过小,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,也容易在控制电路中造成干扰。能向IGBT提供适当的正向栅压。IGBT 导通后的管压降与所加栅源电压有关,在漏源电流一定的情况下, u GS越高, uDS就越低,器件的导通损耗就越小,这有利于充分发挥管子的工作能力。但是, u GS并非越高越好,一般不允许超过20V ,原因是一旦发生过流或短路,栅压越高,则电流幅值越高, IGBT 损坏的可能性就越大。通常,综合考虑取+ 15V 为宜。