igbt的栅极驱动电路

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1、3.2IGBT的栅极驱动电路3.2.1对IGBT栅极驱动电路的要求IGBT的栅极驱动条件密切地关系到它的静态和动态特性。栅极电路的正偏压VGE、负偏压-VGE和栅极电阻RG的大小，对IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dV/dt电流等参数有不同程度的影响。1栅极驱动条件与器件特性的关系栅极正电压VGE的变化对IGBT的开通特性，负载短路能力和dVCE/dt电流有较大影响。栅极负偏压则对关断特性的影响比较大。21.IGBT对栅极驱动电路的特殊要求由于IGBT的开关特性和安全工作区随着栅极驱动电路的变化而变化，因而驱

2、动电路性能不好常常导致器件损坏，IGBT对驱动电路有许多特殊的要求：1)驱动电压脉冲的上升率和下降率要充分大。2)IGBT导通后，栅极驱动电路提供给IGBT的驱动电压和电流要有足够的幅度。瞬时过载时，栅极驱动电路提供的驱动功率要足以保证IGBT不退出饱和区而损坏。31.IGBT对栅极驱动电路的特殊要求3)IGBT的栅极驱动电路提供给IGBT的正向驱动电压十VGE要取合适的值，特别是具有短路工作过程的设备中使用IGBT时，其正向驱动电压更应选择所需要的最小值。4)IGBT的关断过程中，栅一射极间施加的负偏压有利于IGBT的快速关断，但

3、也不宜取的过大。(一般取-10V)41.IGBT对栅极驱动电路的特殊要求5)在大电感负载的情况下，过快的开关速度，反而是有害的，大电感负载在IGBT的快速开通和关断时，会产生高频且幅值很高而宽度很窄的尖峰电压Ldi/dt，该尖峰不易吸收，容易造成器件损坏。6)由于IGBT多用于高压场合，所以驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔离，一般采用高速光耦合隔离或变压器耦合隔离。51.IGBT对栅极驱动电路的特殊要求7)IGBT的栅极驱动电路应尽可能地简单、实用，应具有IGBT的完整保护功能，很强的抗干扰能力，且输出阻抗尽可能地低。8)驱

4、动电路的栅极配线走向应与主电流线尽可能远，同时驱动电路到IGBT模块栅一射引线应尽可能的短，采用双绞线或同轴电缆屏蔽线，并从栅极直接接到被驱动IGBT的栅一射极。9)同一电力电子设备中，使用多个不同电位的IGBT的时候，一定要使用光隔离器，解决电位隔离的问题。62.IGBT栅极驱动电路应满足的条件1)栅极驱动条件对IGBT特性的影响通态压降和开通损耗与栅极电压关系曲线72)负偏压-VGE对IGBT的可靠运行的影响图3.7集电极浪涌电流和关断能耗与栅极负偏压的关系83)栅极电阻RG的影响栅极电阻RG增加，将使IGBT的开通与关断时间增

5、加，因而使开通和关断能耗均增加。而栅极电阻减小，又使dic/dt增高，可能引发IGBT误导通，同时RG上的损耗也有所增加。但RG的增大会使IGBT的开关时间增加，进而使开关损耗增加，9图3.8栅极电阻的影响曲线图10栅极电阻的选取根据IGBT的电流容量和电压额定值以及开关频率的不同选择不同的RG阻值，一般应选RG在几欧姆到几十欧姆之间，如下表所示113.2.2EXB840系列集成驱动电路1.主要性能指标。1)最高工作频率：40kHZ2)驱动输出电压：±20V3)光耦输入电流：10mA4)输出栅流峰值：±4A5)驱动器件：300A/1.

6、2kV的IGBT6)短路屏蔽时间：1.3us12EXB841集成驱动电路的原理图a)结构图b)原理图c)接线图1—过电流保护电路2—信号隔离电路3—电压放大电路13（2）工作原理EXB系列厚膜集成驱动电路的内部原理电路如图8.26所示由图可知，光电耦合器OC1组成隔离环节；T2、T4、T5和R1、C1、R2、R9组成放大环节；T1、T3、D1、DW1和C2、R3、R4、R5、R6、C3、R7、R8、C4组成过流保护环节；5V基准电压环节由R10、DW2和C5组成。14①开通过程。光电耦合器OC1导通，A点电位降到0V，

7、使T1和T2截止。T2截止使D点电位上升到20V，T4导通，T5截止。T4通过栅极电阻RG向IGBT的栅极提供一个驱动电流使其导通。15T1截止，使＋20V电源通过R3向电容C2充电，B点电位上升，由于IGBT约1s后导通，uCE下降至3V，从而将EXB841引脚6的电位钳制在8V左右，因此，B点和C点电位只能到8V左右。DW1的稳压值为13V。当IGBT正常开通时，DW1不会被击穿，T3不导通。①开通过程。16②关断过程。开通信号取消后，光电耦合器OC1截止，A点电位上升，使T1和T2导通，而T2的导通又

8、使T4截止、T5导通，IGBT的栅极电荷通过T5迅速放电，EXB841引脚3的电位迅速下降至0V，使IGBT可靠关断。17T1导通，使C2通过T1放电，将B点和C点电位钳制在0V，DW1仍不导通，后面电路不会动作，I