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IGBT�(qū)�(dòng)電路
閱讀�19654�(shí)間:2011-06-09 01:54:55

  IGBT�(qū)�(dòng)電路是驅(qū)�(dòng)igbt模塊以能讓其正常工作,并同時(shí)�(duì)其�(jìn)行保�(hù)�集成電路。其�(guān)鍵是�(qū)�(dòng)保護(hù)電路�(shè)�(jì),良好的�(qū)�(dòng)電路必須保證IGBT�開關(guān)損耗量盡可能小。在IGBT承受短路電流�(shí),如能實(shí)�(xiàn)可靠�(guān)�,則可以保護(hù)IGBT�

要求

  根據(jù)IGBT的特�,其�(duì)�(qū)�(dòng)電路的要求如下:

  (1)提供適當(dāng)?shù)恼聪螂�?,使IGBT能可靠地開通和�(guān)斷。當(dāng)正偏壓增大時(shí)IGBT通態(tài)壓降和開通損耗均下降,但若ce�(guò)�,則�(fù)載短路時(shí)其c隨ce增大而增�,對(duì)其安全不�,使用中選GE�15V為好。負(fù)偏電壓可防止由于�(guān)斷時(shí)浪涌電流�(guò)大而使IGBT誤導(dǎo)�,一般選UGE一一5V為宜�

  (2)IGBT的開�(guān)�(shí)間應(yīng)綜合考慮??焖匍_通和�(guān)斷有利于提高工作頻率,減小開�(guān)損�。但在大電感�(fù)載下,IGBT的開頻率不宜�(guò)大,�?yàn)楦咚匍_斷和�(guān)斷會(huì)�(chǎn)生很高的尖峰電壓,及有可能造成IGBT自身或其他元件擊��

  (3)IGBT開通后,驅(qū)�(dòng)電路�(yīng)提供足夠的電�、電流幅�,使IGBT在正常工作及�(guò)載情況下不致退出飽和而損��

  (4)IGBT�(qū)�(dòng)電路中的電阻尺G�(duì)工作性能有較大的影響,尺。較�,有利于抑制IGBT的電流上升率及電壓上升率,但�(huì)增加IGBT的開�(guān)�(shí)間和開關(guān)�20�;Rc較小,會(huì)引起電流上升率增�,使IGBT誤導(dǎo)通或損壞。Rc的具體數(shù)�(jù)與驅(qū)�(dòng)電路的結(jié)�(gòu)及IGBT的容量有�(guān),一般在幾歐~幾十歐,小容量的IGBT其Rc值較��

  (5)�(qū)�(dòng)電路�(yīng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力及對(duì)IGBT的保�(hù)功能。IGBT的控�、驅(qū)�(dòng)及保�(hù)電路等應(yīng)與其高速開�(guān)特性相匹配,另�,在未采取適�(dāng)?shù)姆漓o電措施情況下,G—E斷不能開��

條件

  IGBT 的驅(qū)�(dòng)條件與它的靜�(tài)和動(dòng)�(tài)特性密切相�(guān)。柵極的正偏�+VGE、負(fù)偏壓-VGE 和柵極電阻RG 的大�,對(duì)IGBT 的通態(tài)電壓、開�(guān)�(shí)�、開�(guān)損�、承受短路能力以及dVCE/dt等參�(shù)都有不同程度的影�。門極驅(qū)�(dòng)條件與器件特性的�(guān)系如�1 所示�

門極驅(qū)動(dòng)條件與器件特性的關(guān)系

  �1 門極驅(qū)�(dòng)條件與器件特性的�(guān)�

  1� 正偏�+VGE 的影�

  �(dāng)VGS 增加�(shí),通態(tài)電壓下降,IGBT 的開通能量損耗下降,但是VGE 不能隨意增加,因?yàn)閂GE 增加到一定程度之后對(duì)IGBT 的負(fù)載短路能力及dVCE/dt 電流有不利影響�

  2� �(fù)偏壓-VGE 的影�

  �(fù)偏壓也是很重要的門極驅(qū)�(dòng)條件,它直接影響IGBT 的可靠運(yùn)�。雖�-VGE �(duì)�(guān)斷能耗沒(méi)有顯著影�,擔(dān)�(fù)偏壓的增高會(huì)使漏極浪涌電流明顯下降,從而避免過(guò)大的漏極浪涌電流使IGBT �(fā)生不可控的擎住現(xiàn)��

  3� 門極電阻RG 的影�

  門極電阻增�,使IGBT 的開通與�(guān)斷能耗均增加,門極電阻減小又使di/dt 增大,可能引�(fā)IGBT 誤導(dǎo)�,同�(shí)RG 上的能耗也有所增加。所以通常RG 一般取十幾歐到幾百歐之��

  因此,為了使IGBT 能夠安全可靠得到通和�(guān)�,其�(qū)�(dòng)電路必須滿足一下條件:

  1.由于是容性輸入阻�,IGBT �(duì)門極電荷集聚很敏感,因此要保證有一條低阻抗值得放電回路�

  2.門極電路中的正偏壓�(yīng)�+12-15V,負(fù)偏壓-2--10V�

  3. �(qū)�(dòng)電路�(yīng)與整�(gè)控制電路在電位上�(yán)格隔��

  4.門極驅(qū)�(dòng)電路�(yīng)盡可能簡(jiǎn)單實(shí)�,具有對(duì)IGBT 的自保護(hù)功能,并有較�(qiáng)的抗干擾能力�

分類

  IGBT�(qū)�(dòng)電路分為:分離叉腳式元件的驅(qū)�(dòng)電路;光耦驅(qū)�(dòng)電路;厚膜驅(qū)�(dòng)電路;專用集成塊�(qū)�(dòng)電路

常見(jiàn)類型

  1、采用脈沖變壓器隔離�(qū)�(dòng)IGBT

  電路如圖1 所示,這種電路�(jié)�(gòu)�(jiǎn)�,應(yīng)用了廉價(jià)的脈沖變壓器�(shí)�(xiàn)IGBT 主電路與控制電路的隔�。其性能的好壞取決于脈沖變壓器的制作,應(yīng)盡量減小脈沖變壓器的漏感�,并采用高鐵氧體鐵心,工作頻率可�(dá)40KHz�

采用脈沖變壓器隔離驅(qū)動(dòng)IGBT

  2、采用光耦合器及CMOS �(qū)�(dòng)IGBT

  電路圖如�2 所�,該電路自身帶過(guò)流保�(hù)功能,光耦合器將脈沖控制電路與驅(qū)�(dòng)電路隔離�4011 的四�(gè)與非門并聯(lián)工作提高了驅(qū)�(dòng)能力,互�(bǔ)晶體管V1、V2 降低�(qū)�(dòng)電路阻抗,通過(guò)R1、C1 與R2、C2 獲得不同的正、反向驅(qū)�(dòng)電壓,以滿足各種IGBT �(duì)柵極�(qū)�(dòng)電壓的要求。該電路由于受光耦合器傳輸速度的影�,其工作頻率不能太高,同�(shí)�4011 型CMOS電路工作電壓的限�,使+VGE �-VGE 的幅值相互牽�,并受到限制�

采用光耦合器及CMOS 驅(qū)動(dòng)IGBT

  3� 用專用混合集成驅(qū)�(dòng)電路

  目前,國(guó)外很多生�(chǎn)IGBT 器件的公�,為了解決IGBT �(qū)�(dòng)的可靠性問(wèn)�,紛紛推出IGBT專用�(qū)�(dòng)電路,如美國(guó)MOTOROLA 公司的MPD 系列、日本東芝公司的KT 系列、日本富士公司的EXB 系列�。這些�(qū)�(dòng)電路抗干擾能力強(qiáng),集成化程度�,速度�,保�(hù)功能完善,可�(shí)�(xiàn)IGBT 的驅(qū)�(dòng),但一般價(jià)格比較昂�,對(duì)于普通用戶很難接��

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