IGBT自举的驱动方法与道理详解

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  作者:微叶科技 时间:2015-11-20 10:51

  自举悬浮驱动电源大年夜大年夜简化了驱动电源设计,只用一路电源便可以完成高低桥臂两个功率开关器件的驱动驱动电路的抗搅扰技巧。

  1、电平箝位

  自举驱动电路不能发生负偏压,假设用于驱动桥式电路,在半桥电感负载电路下运转,处于关断形状下的IGBT因为其反并联二极管的恢复过程,将接受集电极-发射极间电压的急剧上升。此静态的du/dt平日比IGBT关断时的上升率高。因为电容密勒效应的影响,此du/di在集电极-栅极间电容内发生电流,流向栅极驱动电路。如图1-1所示。固然在关断形状下栅极电压UGE为零,因为栅极电路的阻抗(栅极限流电阻RG、引线电感LG),该漏电流使UGE添加,趋势于UGE(th)。最卑劣的状况是使该电压达阀值电压,该IGBT将被守旧,招致桥臂短路。驱动电路输入阻抗不够小,沿栅极的灌入电流会在驱动电压上加上比拟严重的毛刺搅扰。

  du/dt对IGBT栅极电路的影响

  图1.1 du/dt对IGBT栅极电路的影响

  针对自举电路的缺少,在实践应用中需对输入驱动电流停止改良,其改良方法是在栅极限流电阻上反并联一个二极管,但此方法在大年夜功率下后果不太清晰。关于大年夜功率IGBT,可采取图2-2所示的电路,在关断时代将栅极驱动电平箝位到零电平。在桥臂上管守旧时代,驱动旌旗灯号使VT1导通、VT2截止。上管关断时代,VT1截止,VT2基极呈高电平而导通,将上管栅极电位拉到低电平(三极管的饱和压降)。如许,因为电容密勒效益发生的电流从VT2中流过,栅极驱动波形上的毛刺可以大年夜大年夜减小。下管同理。

  图2.2 带电平箱位功用自举驱动电路

  图2.2 带电平箱位功用自举驱动电路

  2、负压驱动电路

  在大年夜功率IGBT驱动电路设计而中,各路驱动电源自力,集成驱动电流通俗都有发生负压的功用,在IGBT关断时代在栅极上施加负电压,通俗为-5V。其感化也是为了增强IGBT关断的牢靠性,防止因为电容密勒效益而形成IGBT误导通。自举电路无这一功用,但可以经过加几个无源器件来完成负压的功用,如图3-3所示。在高低管驱动电路中均加上由C5和C6和5V稳压管ZD1和ZD2构成的负压电路,其任务道理为:电源电压VCC为20V,在上电时代,电源经过R1给C6充电,C6上保持5V的电源。不才桥驱动光耦任务时, 下桥驱动光耦引脚5输入20V高电平,这时候加不才管S2栅极上的电压为20V-5V=15V,IGBT正常导通。当下桥驱动光耦不任务时,下桥驱动光耦引脚5输入0V,此时S2栅极上的电压为-5V,从而完成关断时所需的负压。关于上管S1,在上桥驱动光耦任务时,上桥驱动光耦引脚5输入20V电压,加在S1栅极上的电压为15V。在上桥驱动光耦不任务时,上桥驱动光耦引脚5端输入为0V,S1栅极电压为-5V。因为IGBT为电压型驱动器件,所以负压电容C5和C6上的电压动摇较小,保持在5V,自举电容上的电压也保持在20V摆布,只不才管S2导通的瞬间有一个持久的充电过程。IGBT的导通压降通俗小于3V,负压电容C5的充电在S2导通时完成。关于C5、C6的选择,请求其容量大年夜于IGBT栅极输入寄生电容Ciss。自举电容充电电路中的二极管VD1必须是快恢复二极管,应留有足够的电流裕量。