IGBT驅動電路設計中電壓、電阻對IGBT的影響
出處:skiky 發布于:2011-07-12 21:42:14 | 6154 次閱讀
在IGBT的柵極電路中,主要考慮的因素包括柵極電壓Uge的正、負及柵極電阻Rg的大小。它們對IGBT的導通電壓、時間、開關損耗、承受短路能力及du/dt等參數均有不同程度的影響。
(1)柵極電壓Uge的影響
從IGBT的伏安特性曲線(圖1-33)上可以看出,當柵極電壓Uge小于閾值電壓時, 器件的集射極間沒有電流流過,它處于截止狀態,只有當大于時,集射極間才有電流流通,該電流的大小取決于Uge。在具體使用時,一般選擇大于等于1.5~2.5倍的閾值電壓,這樣可獲得最小的導通壓降。
隨著Uge的增加,器件的集射電壓Uce降低,開關損耗也隨之下降。但是,Uge不能隨意增加。當它增加到一定程度后。會對IGBT的負載短路能力及dUce/dt有不利的影響,因此,對的選擇須折中考慮,通常取Uge=15V。
雖然IGBT為電壓件,驅動功率很小,但由于其內部存在幾百至幾千微微法的輸人,仍需要一定大小的瞬時驅動電流,為了使IGBT能很快的通斷,驅動內阻要盡量小(參考式(1-21))。
此外。作為開關器件的IGBT,在關斷時將承受較高的dU/dt,這有可能使柵極電壓超過閾值電壓。為了防止由此產生的IGBT誤導通,關斷時加上一5V的關柵電壓。
一種能產生十15V開柵電壓和—5V關柵電壓的簡單電路,如圖1-34所示。

(2)柵極電阻Rg及柵射電阻Rge的影響IGBT的輸人阻抗很高且為容性,靜態時輸入端沒有電流流過,只是在工作中存在對輸人電容進行充放電的動態電流。為了改善脈沖的前后沿陡度和防止產生振蕩,減小集電極大的電壓尖脈沖,需要在柵極串聯電阻Rg。
但要注意,串人較大的Rg時,會使IGBT的通斷時間延長;而串人較小的Rg時,又會使di/dt升髙,可能引起IGBT誤導通。因此在實際應用中,應根據器件的電流容量、電壓額定值及開關頻率,選擇適當的Rg值。通常,為了幾至幾百歐。
同樣由于IGBT輸人阻抗很高,當集射間加的電壓較高時,外界干擾和容易使柵極電壓超過閾值電壓,造成器件誤導通。為防止這類現象發生,在柵射極間并聯一只電阻Rge。要注意的是,Rge的值不能太小,否則會使器件的開通時間變長,降低了開關頻率。一般選取Rge=(1000~5000)Rg,并盡量將Rge接在柵極和射極的最近處。
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