电子元器件系列知识—IGBT

电子元器件系列知识一 IGBT一、IGBT 驱动1 驱动电压的选择IGBT 模块 GE 间驱动电压可由不同地驱动电路产生。典型的驱动电路如图 1 所示。Q1,Q2 为驱动功率推挽放大，通过光耦隔离后的信号需通过 Q1,Q2 推挽放大。选择 Q1,Q2 其耐压需大于 50V。选择驱动电路时，需考虑几个因素。由于 IGBT 输入电容较 MOSFET 大，因此 IGBT 关断时，最好加一个负偏电压，且负偏电压比 MOSFET 大，IGBT 负偏电压最好在-5V〜-10V 之内；开通时，驱动电压最佳值为 15V 土 10%,15V 的驱动电压足够使 IGBT 处于充分饱和，这时通态压降也比较低，同时又能有效地限制短路电流值和因此产生的应力。若驱动电压低于 12V，则 IGBT 通态损耗较大，IGBT 处于欠压驱动状态；若匕”>20V，则难以实现电流的过流、短路保护，影响 IGBT 可靠工作。GE2 栅极驱动功率的计算由于 IGBT 是电压驱动型器件，需要的驱动功率值比较小，一般情况下可以不考虑驱动功率问题。但对于大功率 IGBT，或要求并联运行的 IGBT 则需要考虑驱动功率。IGBT 栅极驱动功率受到驱动电压即开通 VGE(ON)和关断 VGE(f)电压，栅极总电荷 QG和开关 f 的影响。栅极驱动电源的平均功率 PAV计算公GE(ON)GE(off)GAV式为：P=(V+V)*Q*fAVGE(ON)GE(off)G对一般情况 V厂”"八=15V，卩厂=10V，则 Pg 简化为：Pg=25*Q*fof 为 IGBT 开关频率。GE(ON)GE(off)AVAVG栅极峰值电流为：GP亍-V 戚 10V）平Qij+WEl 列）图 1IGBT 驱动电路示意图I=[V-(-V)]/R=(V+V)/RGPGE(ON)GE(off)gGE(ON)GE(off)g注意：R应为内部和外部驱动电阻之和，EUPEC 部分 IGBT 模块内部封有驱动电阻。g3 栅极驱动电阻 R 的选择g在设计 IGBT 驱动电路时，选择适当的栅极驱动电阻 R比较重要。R对 IGBT 的动态性有较大的影 gg响，R越小，栅电容放电较快，开关时间较快，开关损耗就较低。但发生短路时或与 IGBT 反并联的续流 g二极管关断期间，施加了集电极一栅极电容上的 d./d和 d/d可引起栅极电路有电流流过，若电流足够itvt大，则在栅极电阻上产生电压，严重的后果是引起 IGBT 误导通，或在栅极驱动电路产生振荡。此外，Rg比较小时，是得 IGBT 开通 d./d变大，从而引起较高的 d/d，增加续流二极管恢复时的浪涌电压。相itvt反，R较大时降低了 IGBT 的开关速度，增加了开关的损耗。因此，选择 R时需要折中考虑。gg4 栅极驱动及布线的几点注意事项图 2 驱动电路布线说明...