IGBT驱动电路

根据IGBT的特性,对驱动电路的要求如下:(1)提供适当的正向和反向电压,使IGBT能够可靠地导通和关断。

当正偏置电压增加时,IGBT导通电压降和导通损耗减小,但如果ce太大,则当负载短路时c随着ce的增加而增加,这对其安全性不利。

负偏压可以防止IGBT在关断期间由于过大的浪涌电流而导致误导通。

通常,UGE-1V是合适的。

(2)应全面考虑IGBT的开关时间。

快速开启和关闭有助于提高工作频率并减少开关损耗。

但是,在大的感性负载下,IGBT的导通频率不应太大,因为高速断开和关断会产生高峰值电压,并可能导致IGBT本身或其他元件的击穿。

(3)IGBT导通后,驱动电路应提供足够的电压和电流幅度,以防止IGBT因正常饱和和过载而损坏。

(4)IGBT驱动电路中的电阻规则G对工作性能,尺子有很大影响。

更大,有利于抑制IGBT的电流上升速率和电压上升速率,但它会增加IGBT的开关时间和开关损耗20; Rc很小,会导致电流上升速率增加,导致IGBT导通或损坏。

Rc的具体数据与驱动电路的结构和IGBT的容量有关,通常在几欧姆到几十欧姆的范围内,并且小容量IGBT的Rc值大。

(5)驱动电路应具有很强的抗干扰能力和IGBT保护功能。

IGBT的控制,驱动和保护电路应与其高速开关特性相匹配。

此外,如果没有适当的防静电措施,G-E无法打开。

IGBT的驱动条件与其静态和动态特性密切相关。

栅极的正偏置电压+ VGE,负偏置电压-VGE和栅极电阻RG对IGBT的导通状态电压,开关时间,开关损耗,短路能力和dVCE / dt具有不同的影响。

栅极驱动条件和器件特性之间的关系如表1所示。

表1栅极驱动条件和器件特性之间的关系1.正偏置+ VGE的影响当VGS增加时,导通电压降低,导通能量降低IGBT的损耗减小,但VGE不能任意增加,因为VGE增加到一定程度。

它对IGBT的负载短路能力和dVCE / dt电流有不利影响。

2,负偏压-VGE的影响负偏压也是一个重要的栅极驱动条件,它直接影响IGBT的可靠运行。

尽管-VGE对关断能量消耗没有显着影响,但偏置电压的增加将显着降低漏极浪涌电流,从而避免过多的漏极浪涌电流导致IGBT的不受控制的负载。

3.栅极电阻RG的影响增加了栅极电阻,这增加了IGBT的功耗。

栅极电阻减小,di / dt增加,这可能导致IGBT误传导和RG上的能量消耗。

也增加了。

因此,通常RG通常需要十到几百欧元。

因此,为了使IGBT安全可靠地导通和关断,其驱动电路必须满足以下条件:1。

由于它是电容输入阻抗,IGBT对栅极电荷累积很敏感,因此有必要确保低阻抗值得放电回路。

2.门电路中的正偏置电压应为+ 12-15V,负偏置电压为-2-10V。

3.驱动电路应与电位的整个控制电路严格隔离。

4.栅极驱动电路应尽可能简单实用,具有IGBT自保护功能,抗干扰能力强。

IGBT驱动电路分为:用于分离叉形和引脚元件的驱动电路;光耦合器驱动电路;厚膜驱动电路;专用的集成块驱动电路1.脉冲变压器用于驱动IGBT电路,如图1所示,电路结构简单。

应用廉价的脉冲变压器将IGBT主电路与控制电路隔离。

脉冲变压器的性能取决于脉冲变压器的生产。

应尽量减小脉冲变压器的漏感,并应使用铁氧体磁芯。

最高工作频率可达40KHz。

2.使用光耦合器和CMOS驱动器的IGBT电路图如图2所示。

电路本身具有过流保护功能。

光耦合器将脉冲控制电路与驱动电路隔离。

4011的四个与非门并行工作以改善驱动器。

功能,互补晶体管V1,V2降低驱动电路阻抗,并通过R1,C1和R2,C2获得不同的正向和反向驱动电压,以满足各种IGBT的栅极驱动电压要求。

由于光耦合器的传输速度,电路的工作频率不能太高。

由于4011 CMOS电路的最大工作电压,+ VGE和-VGE的幅度相互受约束和限制。

3.使用专用的混合集成驱动电路目前,许多生产IGBT器件的外国公司已经引入了IGBT专用驱动电路来解决IGBT驱动器的可靠性问题,例如日本MOTOROLA公司的MPD系列,KT系列日本东芝公司和日本。

富士的EXB系列等具有抗干扰能力强,集成度高,速度快,保护功能完善,可实现IGBT的最佳驱动,但价格普遍昂贵,普通用户难以接受。