侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

IGBT的一种驱动和过流保护电路的设计

2010-12-20 16:01
华静一
关注

  一 引言

  绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Tramistor,IGBT)是MOSFET与GTR的复合器件,因此,它既具有MOSFET的工作速度快、开关频率高、输入阻抗高、驱动电路简单、热温度性好的优点,又包含了GTR的载流量大、阻断电压高等多项优点.是取代GTR的理想开关器件。IGBT目前被广泛使用的具有自关断能力的器件,广泛应用于各类固态电源中。IGBT的工作状态直接影响整机的性能,所以合理的驱动电路对整机显得很重要,但是如果控制不当,它很容易损坏,其中一种就是发生过流而使IGBT损坏,本文主要研究了IGBT的驱动和短路保护问题,就其工作原理进行分析,设计出具有过流保护功能的驱动电路,并进行了仿真研究。

  二 IGBT的驱动要求和过流保护分析

  1 IGBT的驱动

  IGBT是电压型控制器件,为了能使IGBT安全可靠地开通和关断.其驱动电路必须满足以下的条件:

  IGBT的栅电容比VMOSFET大得多,所以要提高其开关速度,就要有合适的门极正反向偏置电压和门极串联电阻。

  (1)门极电压

  任何情况下,开通状态的栅极驱动电压都不能超过参数表给出的限定值(一般为20v),最佳门极正向偏置电压为15v土10%。这个值足够令IGBT饱和导通;使导通损耗减至最小。虽然门极电压为零就可使IGBT处于截止状态,但是为了减小关断时间,提高IGBT的耐压、dv/dt耐量和抗干扰能力,一般在使IGBT处于阻断状态时.可在门极与源极之间加一个-5~-15v的反向电压。

  (2)门极串联电阻心

  选择合适的门极串联电阻Rg对IGBT的驱动相当重要,Rg对开关损耗的影响见图1。

  

  图1 Rg对开关损耗的影响

  IGBT的输入阻抗高压达109~1011,静态时不需要直流电流.只需要对输入电容进行充放电的动态电流。其直流增益可达108~109,几乎不消耗功率。为了改善控制脉冲的前后沿陡度和防止振荡,减少IGBT集电极大的电压尖脉冲,需在栅极串联电阻Rg,当Rg增大时,会使IGBT的通断时间延长,能耗增加;而减少RF又会使di/dt增高,可能损坏IGBT。因此应根据IGBT电流容量和电压额定值及开关频率的不同,选择合适的Rg,一般选心值为几十欧姆至几百欧姆。具体选择Rg时.要参考器件的使用手册。

  (3)驱动功率的要求

  IGBT的开关过程要消耗一定的来自驱动电源的功耗,门极正反向偏置电压之差为△Vge,工作频率为f,栅极电容为Cge,则电源的最少峰值电流为:

  

  驱动电源的平均功率为:

  

1  2  3  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号