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IGBT驱动电路设计中电压、电阻对IGBT的影响

作者:dolphin时间:2012-07-19浏览次数:2978

  在IGBT的栅极电路中,主要考虑的因素包括栅极电压Uge的正、负及栅极电阻Rg的大小。它们对IGBT的导通电压、开关时间、开关损耗、承受短路能力及du/dt等参数均有不同程度的影响。
  (1)栅极电压Uge的影响
  从IGBT的伏安特性曲线(图1-33)上可以看出,当栅极电压Uge小于阈值电压时, 器件的集射极间没有电流流过,它处于截止状态,只有当大于时,集射极间才有电流流通,该电流的大小取决于Uge。在具体使用时,一般选择大于等于1.5~2.5倍的阈值电压,这样可获得最小的导通压降。
  随着Uge的增加,器件的集射电压Uce降低,开关损耗也随之下降。但是,Uge不能随意增加。当它增加到一定程度后。会对IGBT的负载短路能力及dUce/dt有不利的影响,因此,对的选择须折中考虑,通常取Uge=15V。
  虽然IGBT为电压控制器件,驱动功率很小,但由于其内部存在几百至几千微微法的输人电容,仍需要一定大小的瞬时驱动电流,为了使IGBT能很快的通断,驱动信号源内阻要尽量小(参考式(1-21))。
  此外。作为开关器件的IGBT,在关断时将承受较高的dU/dt,这有可能使栅极电压超过阈值电压。为了防止由此产生的IGBT误导通,关断时最好加上一5V的关栅电压。
  一种能产生十15V开栅电压和―5V关栅电压的简单电路,如图1-34所示。

产生开栅和关栅电压的电路


  (2)栅极电阻Rg及栅射电阻Rge的影响IGBT的输人阻抗很高且为容性,静态时输入端没有电流流过,只是在工作中存在对输人电容进行充放电的动态电流。为了改善脉冲的前后沿陡度和防止产生振荡,减小集电极大的电压尖脉冲,需要在栅极串联电阻Rg。
  但要注意,串人较大的Rg时,会使IGBT的通断时间延长;而串人较小的Rg时,又会使di/dt升{,可能引起IGBT误导通。因此在实际应用中,应根据器件的电流容量、电压额定值及开关频率,选择适当的Rg值。通常,为了几至几百欧。
  同样由于IGBT输人阻抗很高,当集射间加的电压较高时,外界干扰和容易使栅极电压超过阈值电压,造成器件误导通。为防止这类现象发生,在栅射极间并联一只电阻Rge。要注意的是,Rge的值不能太小,否则会使器件的开通时间变长,降低了开关频率。一般选取Rge=(1000~5000)Rg,并尽量将Rge接在栅极和射极的最近处。



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广州华工科技 · 2016-10-21 16:40:53

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