igbt对驱动电路有哪些基本要求-凯发k8官方网站

凯发k8官方网站-凯发k8官网具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点。凯发k8官方网站-凯发k8官网的驱动电路作为与功率器件的直接关联部分，其性能直接影响凯发k8官方网站-凯发k8官网的功耗、安全性与可靠性等特性，在功率变换器内发挥相当重要的作用。而凯发k8官方网站-凯发k8官网对于技术要求较高，国内企业还没有从事凯发k8官方网站-凯发k8官网及其驱动电路的生产。因此，致力于凯发k8官方网站-凯发k8官网驱动电路及其应用电路的研究，研制出具有高性能的凯发k8官方网站-凯发k8官网驱动电路，具有重要的理论意义和实际应用价值，并带动相关产业的发展，必将产生巨大的社会效益和经济效益。该驱动电路研制成功后，可广泛应用于各类凯发k8官方网站-凯发k8官网的驱动。
 
  凯发k8官方网站-凯发k8官网对驱动电路的基本要求
  功率器件凯发k8官方网站-凯发k8官网对驱动电路有一些特殊的要求，驱动电路性能的优劣是其可靠工作、正常运行的关键，设计合理的驱动电路应具有如下基本要求。
  1. 驱动电路为凯发k8官方网站-凯发k8官网提供一定幅值的正反向栅极电压uge。理论上uge≥uge(th)时，凯发k8官方网站-凯发k8官网即可开通；当uge太大时，可能引起栅极电压震荡，损坏栅极。正向uge越大，igbt器件的uges越小，越有利于降低器件的通态损耗，但也会使igbt承受短路电流的时间变短，使续流二极管反向恢复电压增大。因此正偏压要适当，一般不允许uge大于＋20v。关断igbt时，必须为igbt提供-15～-5v的反向uge，以便尽快抽取igbt器件内部的存储电荷，缩短关断时间，提供igbt的耐压和抗干扰能力。
  2. igbt处于主电路地位，它的集电极直接接较高的工作电压，而驱动电路工作电压低，因此驱动电路应具有对地电位浮动的直流供电电源。故要求驱动电路具有隔离输入、输出信号的功能，同时要求在驱动电路内部信号传输无延时或延时很短。
  3. 在栅极回路中必须串联合适的电阻rg，用于控制uge的前后沿陡度，进而控制igbt器件的开关损耗。rg增大，uge前后沿变缓，igbt开关过程延长，开关损耗增加；rg减小，
uge前后沿变陡，igbt开关损耗降低，同时集电极电流变化率增大。较小的栅极电阻使得igbt开通时的di／dt变大，导致较高的du／dt，增加了续流二极管恢复时的浪涌电压。因此，在设计栅极电阻时要兼顾到这两个方面的问题。
  选择适当的栅极串联电阻对igbt栅极驱动相当重要。igbt的开通和关断是通过栅极电路的充放电来实现的，因此栅极电阻值将对igbt的动态特性产生极大的影响。数值较小的电阻使栅极电容的充放电速度较快，从而减小开关时间和开关损耗。所以，较小的栅极电阻增强了器件工作的耐固性，但它只能承受较小的栅极噪声，并可能导致栅极－发射极电容和栅极驱动导线的寄生电感产生震荡。
  当rg增大时，可抑制栅极脉冲前后沿的陡度和防止振荡，减小开关开通时的di／dt，减小igbt集电极的尖峰电压；但当rg增大时，igbt开关时间延长，开关损耗加大。
  当rg减小时，减小了igbt开关时间，降低了开关损耗；但rg太小时，会导致igbt栅极、发射极之间振荡，igbt集电极di／dt增加，引起igbt集电极产生尖峰电压，损坏igbt。应根据igbt的电流容量和电压额定值和开关频率选取rg值(如10ω、15ω、27ω等)，并在igbt的栅极和发射极之间并联一个rge≈10kω的电阻。
  igbt的开关要消耗来自栅极电源的功率。其功耗受栅极驱动负、正偏置电压的差值△uge、栅极总电荷qg和工作频率fs的影响。电源的平均功率pav为
p_av=△u_ge×q_g×f_s
igbt逆变电路、电压、电流波形图见图1。

  4. 驱动电路应具有过电压保护和du／dt的保护能力。通常用两个极性相反的齐纳稳压二极管串联组成限幅器，确保igbt基极不被击穿。由于igbt的安全工作区域较宽，在一些电路中不设缓冲电路。
  5. 当发生短路或过电流故障时，理想的驱动电路还应该具备完善的短路保护能力。通常采用检出过电流信号切断igbt栅极信号来进行保护。
  6. igbt驱动电路应尽可能简单、实用，最好自身带有对被驱动功率igbt的完整保护能力，并具有很强的抗干扰性能，其输出阻抗尽可能地低，到凯发k8官方网站-凯发k8官网的引线应尽可能短，引线应采用绞线或同轴电缆屏蔽线。