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基于IGBT模块驱动及保护技术

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发表于 2014-7-8 10:41:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。它既有MOSFET易驱动的特点,又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内,故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。

       IGBT作为一种大功率的复合器件,存在着过流时可能发生锁定现象而造成损坏的问题。在过流时如采用一般的速度封锁栅极电压,过高的电流变化率会引起过电压,为此需要采用软关断技术,因而掌握好IGBT的驱动和保护特性是十分必要的。

  IGBT是电压控制型器件,在它的栅极-发射极间施加十几V的直流电压,只有μA级的漏电流流过,基本上不消耗功率。但IGBT的栅极-发射极间存在着较大的寄生电容(几千至上万pF),在驱动脉冲电压的上升及下降沿需要提供数A的充放电电流,才能满足开通和关断的动态要求,这使得它的驱动电路也必须输出一定的峰值电流。

  IGBT作为一种大功率的复合器件,存在着过流时可能发生锁定现象而造成损坏的问题。在过流时如采用一般的速度封锁栅极电压,过高的电流变化率会引起过电压,为此需要采用软关断技术,因而掌握好IGBT的驱动和保护特性是十分必要的。

  栅极特性

  IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。由于此氧化膜很薄,其击穿电压一般只能达到20~30V,因此栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。在应用中有时虽然保证了栅极驱动电压没有超过栅极最大额定电压,但栅极连线的寄生电感和栅极-集电极间的电容耦合,也会产生使氧化层损坏的振荡电压。为此。通常采用绞线来传送驱动信号,以减小寄生电感。在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。

  由于IGBT的栅极-发射极和栅极-集电极间存在着分布电容Cge和Cgc,以及发射极驱动电路中存在有分布电感Le,这些分布参数的影响,使得IGBT的实际驱动波形与理想驱动波形不完全相同,并产生了不利于IGBT开通和关断的因素。这可以用带续流二极管的电感负载电路(见图1)得到验证。
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本文对IGBT的驱动和保护技术进行了详细的分析,得出了设计时应注意几点事项:

  1. IGBT由于有集电极-栅极寄生电容的密勒效应影响,能引起意外的电压尖峰损害,所以设计时应让栅极电路的阻抗足够低以尽量消除其负面影响。

  2. 栅极串联电阻和驱动电路内阻抗对IGBT的开通过程及驱动脉冲的波形都有很大影响。所以设计时应综合考虑。

  3. 应采用慢降栅压技术来控制故障电流的下降速率,从而抑制器件的dv/dt和uce的峰值,达到短路保护的目的。

  4. 在工作电流较大的情况下,为了减小关断过电压,应尽量减小主电路的布线电感,吸收电容器应采用低感型。

详细看附件吧。


基于IGBT模块驱动及保护技术.pdf

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发表于 2014-7-8 13:48:51 | 显示全部楼层
下载看看,感谢楼主分享
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发表于 2015-1-1 00:14:25 | 显示全部楼层
学习一下   IGBT不错  就是有点大
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