★★珍品資料 論IGBT 的驱动与保护技术!!!137-1401 2508★★
1 ． IGBT 的驱动条件驱动条件与 IGBT 的特性密切相关.设计栅极驱动电路时,应特别注意开通特性、负载短路能力和 dUds / dt 引起的误触发等问题.
正偏置电压 Uge 增加,通态电压下降,开通能耗 Eon 也下降,分别如图 2 - 62 a 和 b 所示.由图中还可看出,若十 Uge 固定不变时,导通电压将随漏极电流增大而增高,开通损耗将随结温升高而升高.
负偏电压一 Uge 直接影响 IGBT 的可靠运行,负偏电压增高时漏极浪涌电流明显下降,对关断能耗无显著影响,- Uge 与集电极浪涌电流和关断能耗 Eoff 的关系分别如图 2 - 63 a 和 b 所示.
门极电阻 Rg 增加,将使 IGBT 的开通与关断时间增加;因而使开通与关断能耗均增加.而门极电阻减少,则又使 di/dt 增大,可能引发 IGBT 误导通,同时 Rg 上的损耗也有所增加.具体关系如图 2-64 .
由上述不难得知: IGBT 的特性随门板驱动条件的变化而变化 , 就象双极型晶体管的开关特性和安全工作区随基极驱动而变化一样.但是 IGBT 所有特性不能同时最佳化.
双极型晶体管的开关特性随基极驱动条件( Ib1 , Ib2 )而变化.然而,对于 IGBT 来说,正如图 2 - 63 和图 2 - 64 所示,门极驱动条件仅对其关断特性略有影响.因此,我们应将更多的注意力放在 IGBT 的开通、短路负载容量上.
对驱动电路的要求可归纳如下:
l ) IGBT 与 MOSFET 都是电压驱动,都具有一个 2 ． 5 ~ 5V 的阈值电压,有一个容性输入阻抗,因此 IGBT 对栅极电荷非常敏感故驱动电路必须很可靠,要保证有一条低阻抗值的放电回路,即驱动电路与 IGBT 的连线要尽量短.
2 )用内阻小的驱动源对栅极电容充放电,以保证栅极控制电压 Uge, 有足够陡的前后沿,使 IGBT 的开关损耗尽量小.另外, IGBT 开通后,栅极驱动源应能提供足够的功率,使 IGBT 不退出饱和而损坏.
3 )驱动电路要能传递几十 kHz 的脉冲信号.
4 )驱动电平十 Uge 也必须综合考虑.+ Uge 增大时, IGBT 通态压降和开通损耗均下降,但负载短路时的 Ic 增大, IGBT 能承受短路电流的时间减小,对其安全不利,因此在有短路过程的设备中 Uge 应选得小些,一般选 12 ~ 15V .
5 )在关断过程中,为尽快抽取 PNP 管的存储电荷,须施加一负偏压 Uge, 但它受 IGBT 的 G 、 E 间最大反向耐压限制,一般取 --1v — -- 10V .
6 )在大电感负载下, IGBT 的开关时间不能太短,以限制出 di/dt 形成的尖峰电压,确保 IGBT 的安全.
7 )由于 IGBT 在电力电子设备中多用于高压场合,故驱动电路与控制电路在电位上应严格隔离.
8 ) IGBT 的栅极驱动电路应尽可能简单实用,最好自身带有对 IGBT 的保护功能,有较强的抗干扰能力.
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