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IGBT驅動 |
IGBT驅動絕緣柵雙極晶體管 IGBT 安全工作,它集功率晶體管 GTR 和功率場效應管MOSFET 的優點於一身,自關斷、開關頻率高 (10-40 kHz) 的特點,是發展最為迅速的新一代電力電子器件。廣泛應用於小體積、高效率的變頻電源、電機調速、 UPS 及逆變焊機當中。 IGBT 的驅動和保護是其應用中的關鍵技術。
簡介
因 IGBT 柵極 - 發射極阻抗大,故可使用 MOSFET 驅動技術進行驅動,但 IGBT 的輸入電容較 MOSFET 大,所以 IGBT 的驅動偏壓應比 MOSFET 驅動所需偏壓強。圖 1 是一個典型的例子。在 +20 ℃情況下,實測 60 A , 1200 V 以下的 IGBT 開通電壓閥值為 5 ~ 6 V ,在實際使用時,為獲得最小導通壓降,應選取 Ugc ≥ (1.5 ~ 3)Uge(th) ,當 Uge 增加時,導通時集射電壓 Uce 將減小,開通損耗隨之減小,但在負載短路過程中 Uge 增加,集電極電流 Ic 也將隨之增加,使得 IGBT 能承受短路損壞的脈寬變窄,因此 Ugc 的選擇不應太大,這足以使 IGBT 完全飽和,同時也限制了短路電流及其所帶來的應力 ( 在具有短路工作過程的設備中,如在電機中使用 IGBT 時, +Uge 在滿足要求的情況下儘量選取最小值,以提高其耐短路能力 ) 。
評價
從減小損耗角度講,門極驅動電壓脈衝的上升沿和下降沿要儘量陡峭,前沿很陡的門極電壓使 IGBT 快速開通,達到飽和的時間很短,因此可以降低開通損耗,同理,在 IGBT 關斷時,陡峭的下降沿可以縮短關斷時間,從而減小了關斷損耗,發熱量降低。但在實際使用中,過快的開通和關斷在大電感負載情況下反而是不利的。因為在這種情況下, IGBT 過快的開通與關斷將在電路中產生頻率很高、幅值很大、脈寬很窄的尖峰電壓 Ldi/dt ,並且這種尖峰很難被吸收掉。此電壓有可能會造成 IGBT 或其他元器件被過壓擊穿而損壞。所以在選擇驅動波形的上升和下降速度時,應根據電路中元件的耐壓能力及 du/dt 吸收電路性能綜合考慮。[1]