T.,=KtIGBT模块参数详解二-IGBT动态参数IGBT模块动态参数是评估IGBT模块开关性能如开关频率、开关损耗、死区时间、驱动功率等的重要依据，本文重点讨论以下动态参数：模块内部栅极电阻、外部栅极电阻、外部栅极电容、IGBT寄生电容参数、栅极充电电荷、IGBT开关时间参数，结合IGBT模块静态参数可全面评估IGBT芯片的性能。RGint:模块内部栅极电阻：为了实现模块内部芯片均流，模块内部集成有栅极电阻。该电阻值应该被当成总的栅极电RGext:外部栅极电阻:外部栅极电阻由用户设置，电阻值会影响IGBT的开关性能。IQ=450A,VGE=900VKj=25'CVGE=±15VTVJ=1258CRGWI=3^3Q阻的一部分来计算IGBT驱动器的峰值电流能力。上图中开关测试条件中的栅极电阻为Rgext的最小推荐值。用户可通过加装一个退耦合二极管设置不同的Rgon和Rgoff。尺曲=&〃尽'尺却=R》MinimumRMinimumR®述forDrivercapability已知栅极电阻和驱动电压条件下，IGBT驱动理论峰值电流可由下式计算得到，其中栅极电阻值为内部及外部之和。^GE{on)~^GE{off}^Gdrrpeak:—n丄口实际上，受限于驱动线路杂散电感及实际栅极驱动电路非理想开关特性，计算出的峰值电流无法达到。如果驱动器的驱动能力不够，IGBT的开关性能将会受到严重的影响。最小的Rgon由开通di/dt限制，最小的Rgoff由关断dv/dt限制，栅极电阻太小容易导致震荡甚至造成IGBT及二极管的损坏。CGEdi/dtdv/di/dtdv/dtCge:外部栅极电容:高压IGBT—般推荐外置Cge以降低栅极导通速度，开通的di/dt及dv/dt被减小，有利于降低受di/dt影响的开通损耗。Is=BOOA?VCE=1300V.dl/dt=420QA/psT¥j=25'CVGE=±15VfLs=60nHK；=1256CRGQU=3,0O,CGE二220nF［⑥unr鼠◎◎跑IGBT寄生电容参数:Eingarp如p抑胡f=1惴也L.S^C.VCSSJSV.VCESOVnFravmetransfercapadtaneeT=1MHZL^25"C.VCE=25V,V«=0V1^0IGBT寄生电容是其芯片的内部结构固有的特性，芯片结构及简单的原理图如下图所示。输入电容Cies及反馈电容Cres是衡量栅极驱动电路的根本要素，输出电容Coss限制开关转换过程的dv/dt，Coss造成的损耗一般可以被忽略。或尸二也％2,其中：Cies=CGE+CGC:输入电容（输出短路）Coss=CGC+CEC:输出电容（输入短路）Cres=CGC:反馈电容（米勒电容）动态电容随着集电极与发射极电压的增加而减小，如下图所示。手册里面的寄生电容值是在25V栅极电压测得，CGE的值随着VCE的变化近似为常量。CCG的值强烈依赖于VCE的值，并可由下式估算出：CGE①c酸〔25卩）-Cres（25F）Crff/25V)■V25VIGBT所需栅极驱动功率可由下式获得:QG:栅极充电电荷:V«=-1SV.+眄Y栅极充电电荷可被用来优化栅极驱动电路设计，驱动电路必须传递的平均输出功率可通过栅极电荷、驱动电压及驱动频率获得，如下式:^Gdr=?G'（吒占伽：）—（£■//））'Aw其中的QG为设计中实际有效的栅极电荷，依赖于驱动器输出电压摆幅，可通过栅极GEEFl0.010LOO如0电-严200300SQII止海餐端韭子网亿臣匕f：SPCGniTypicalgatechargecurveofanT200VIGBTUDOMKBT4IGBT开关时间参数电荷曲线进行较精确的近似。通过选择对应的栅极驱动输出电压的栅极电荷，实际应该考虑的QG'可以从上图中获取。工业应用设计中，典型的关断栅极电压常被设置为0V或者-8V，可由下式近似计算:•QG=0.62*QGfor0V/15V«Q'G=0.8*QGfor-8V/15V例如，IGBT的栅极电荷参数如上表，实际驱动电压为+15/-8V，则所需的驱动功率为：PGd.r=2.15pC・0.8・〔15卩+EV)・10kHz=OAWIGBT开关时间参数：开通延迟时间td(on):开通时，从栅极电压的10%开始到集电极电流上升至最终的10%为止，这一段时间被定义为开通延迟时间。开通上升时间tr:开通时，从集电极电流上升至最终值的10%开始到集电极电流上升至最终值的90%为止，这一段时间被定义为开通上升时间。关断延迟时间td(off):关断时，从栅极电压下降至其开通值的90%开始到集电极电流下降到开通值的90%为止，这一段时间被定义为关断延迟时间。关断下降时间tf:关断时，集电极电流由开通值的90%下降到10%之间的时间。来获取开关损耗。因而，单个脉冲的能量损耗被单独给出，单个脉冲开关损耗可由下列积分公式获得:嘉=J4dt氐打=J耳dtfa单个脉冲的开关时间及能量参数强烈地依...
