igbt驅(qū)動

1、武漢大學設計說明書第1頁共8頁一.方案論證方案論證絕緣柵雙極型晶體管IGBT(InsulatedGateBipolarTransist)是一種由雙極晶體管與MOSFET組合的器件，它既具有MOSFET的柵極電壓控制快速開關特性，又具有雙極晶體管大電流處理能力和低飽和壓降的特點，近年來在各種電力變換裝置中得到廣泛應用。但是，IGBT的門極驅(qū)動電路影響IGBT的通態(tài)壓降、開關時間、開關損耗、承受短路電流能力及dinedt等參數(shù)，決定了IGB

2、T的靜態(tài)與動態(tài)特性。因此，在使用IGBT時，最重要的工作就是要設計好驅(qū)動與保護電路。典型的典型的IGBTIGBT柵極驅(qū)動電路柵極驅(qū)動電路一個理想的一個理想的IGBTIGBT驅(qū)動器應具有以下基本性能驅(qū)動器應具有以下基本性能:(1)動態(tài)驅(qū)動能力強能為IGBT柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動脈沖。當IGBT在硬開關方式下工作時會在開通及關斷過程中產(chǎn)生較大的開關損耗。這個過程越長開關損耗越大。器件工作頻率較高時開關損耗甚至會大大超過IGBT通態(tài)損耗

3、造成管芯溫升較高。這種情況會大大限制IGBT的開關頻率和輸出能力同時對IGBT的安全工作構(gòu)成很大威脅。IGBT的開關速度與其柵極控制信號的變化速度密切相關。IGBT的柵源特性呈非線性電容性質(zhì)因此驅(qū)動器須具有足夠的瞬時電流吞吐能力才能使IGBT柵源電壓建立或消失得足夠快從而使開關損耗降至較低的水平。另一方面驅(qū)動器內(nèi)阻也不能過小以免驅(qū)動回路的雜散電感與柵極電容形成欠阻尼振蕩。同時過短的開關時間也會造成主回路過高的電流尖峰這既對主回路安全不利

4、也容易在控制電路中造成干擾。（2）能向IGBT提供適當?shù)恼驏艍?。IGBT導通后的管壓降與所加柵源電壓有關在漏源電流一定的情況下uGS越高uDS就越低器件的導通損耗就越小這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。但是uGS并非越高越好一般不允許超過20V原因是一旦發(fā)生過流或短路柵壓越高則電流幅值越高IGBT損壞的可能性就越大。通常綜合考慮取15V為宜。武漢大學設計說明書第3頁共8頁二二IGBTIGBT驅(qū)動電路的原理驅(qū)動電路的原理工作原理如圖1所示

5、(圖中VIG即為IGBT管，下圖同VIs為光禍ISO1)o圖一工作原理2.1正常開通過程當EXB841輸人端腳14和腳15有10mA的電流流過時，光禍ISO1導通，A點電位迅速下降至0VV1和V2截止V2截止使D點電位上升至20VV4導通，V5截止，EXB841通過V4及柵極電阻Rg向IGBT提供電流使之迅速導通。其端電壓下降至導通電壓Uces=3V，與此同時，由于截止使電源通過R3向電容C1充電，其時間常數(shù)τ=2.21.1μs=2.4

6、2μs。由于C2充電A點電位上開，因為Dz1的反向擊穿電壓為13VA到達這一電壓所需時間為t1=τlnUc／（UcUz1）=2.42μsln20／（2013）=2.54μs2.2正常關斷過程控制電路使EXB841輸人端腳14和腳15無電流流過，光藕ISO1不通，A點電位上升使V1和V2導通V2導通使V4截止、V5導通，IGBT柵極電荷通過V5迅速放電，使EXB841的腳3電位迅速下降至OV(相對于EXB841腳1低5V)，使IGBT可靠