在此根据长期使用IGBT的经验并参考有关文献对 IGBT驱动的电压和功率做了一些总结,希望对广大网友能够提供帮助。
igbt驱动工作原理驱动器功率不足或选择错误可能会直接导致 IGBT 和驱动器损坏。以下总结了一些关于IGBT驱动器输出性能的计算方法以供选型时参考。
igbt驱动电路是驱动igbt模块以能让其正常工作,并同时对其进行保护的电路。
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在今天的电力电子领域中已经得到广泛的应用,在实际使用中除IGBT自身外,IGBT 驱动器的作用对整个换流系统来说同样至关重要。驱动器的选择及输出功率的计算决定了换流系统的可靠性。因此,在IGBT数据手册中给出的电容Cies值在实际应用中仅仅只能作为一个参考值使用。
IGBT的开关特性主要取决于IGBT的门极电荷及内部和外部的电阻
igbt驱动电压要求
因 IGBT 栅极 - 发射极阻抗大,故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动,但 IGBT 的输入电容较 MOSFET 大,所以 IGBT 的驱动偏压应比 MOSFET 驱动所需偏压强。图 1 是一个典型的例子。在 +20 ℃情况下,实测 60 A , 1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为 5 ~ 6 V ,在实际使用时,为获得最小导通压降,应选取 Ugc ≥ (1.5 ~ 3)Uge(th) ,当 Uge 增加时,导通时集射电压 Uce 将减小,开通损耗随之减小,但在负载短路过程中 Uge 增加,集电极电流 Ic 也将随之增加,使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄,因此 Ugc 的选择不应太大,这足以使 IGBT 完全饱和,同时也限制了短路电流及其所带来的应力 ( 在具有短路工作过程的设备中,如在电机中使用 IGBT 时, +Uge 在满足要求的情况下尽量选取最小值,以提高其耐短路能力 ) 。
igbt驱动对电源的要求对于全桥或半桥电路来说,上下管的驱动电源要相互隔离,由于 IGBT 是电压控制器件,所需要的驱动功率很小,主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电,要求能提供较大的瞬时电流,要使 IGBT 迅速关断,应尽量减小电源的内阻,并且为防止 IGBT 关断时产生的 du/dt 误使 IGBT 导通,应加上一个 -5 V 的关栅电压,以确保其完全可靠的关断 ( 过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿,一般为 -2 ~ 10 V 之间 ) 。
igbt驱动对驱动波形的要求从减小损耗角度讲,门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭,前沿很陡的门极电压使 IGBT 快速开通,达到饱和的时间很短,因此可以降低开通损耗,同理,在 IGBT 关断时,陡峭的下降沿可以缩短关断时间,从而减小了关断损耗,发热量降低。但在实际使用中,过快的开通和关断在大电感负载情况下反而是不利的。因为在这种情况下, IGBT 过快的开通与关断将在电路中产生频率很高、幅值很大、脉宽很窄的尖峰电压 Ldi/dt ,并且这种尖峰很难被吸收掉。此电压有可能会造成 IGBT 或其他元器件被过压击穿而损坏。所以在选择驱动波形的上升和下降速度时,应根据电路中元件的耐压能力及 du/dt 吸收电路性能综合考虑。
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