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IGBT的驱动电路原理与保护技术 |
| 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。 |