栅极电阻对IGBT dudt和didt的影响分析.pdf

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1、第46卷第12期电力电子技术Vo1．46，No．122012年12月PowerElectronicsDecember2012栅极电阻对IGBTdu／dt和di／dt的影响分析张红卫，王富珍，高勇，杨媛(1．西安永电电气有限责任公司，陕西西安710016；2．西安理工大学，自动化与信息工程学院，陕西西安710048)摘要：在IGBT关断过程中，过大的du／dt和di／dt将会引起器件的过电流和过电压，从而损坏器件。为了控制IGBT的开关特性．通常在栅极串联电阻，其大小与du／dt和di／dt有直接关系。传统观点通常误认为串联电阻越大。关断过程中du／dt和di／dt越

2、小。针对此问题，基于IGBT器件关断过程的物理机理对栅极串联电阻与d／和di／dt的关系进行了分析，认为对于高电压等级的IGBT器件，随着栅极电阻的增大，其di／dt变化趋势反而会增大。通过对不同电压等级的IGBT器件进行测试，发现测试结果与理论分析一致。因此，选取合适的串联电阻对IGBT的安全使用至关重要．否则有可能因为过大的du／dt或di／dt而导致器件失效。关键词：晶体管；栅极电阻；电压变化率；电流变化率中图分类号：TN32文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)12—0052—03AnalysisoftheEfectsofIGBTGateRe

3、sistanceondu／dtandd／／ZHANGHong—wei，WANGFu．zhen，GAOYong2，YANGYuan(1．Xi’anYongdianElectricCo．，Ltd，Xi’an710016，China)Abstract：Intheshutdownprocessofinsulatedgatebipolartransistor(IGBT)，largedu／dtanddi／dtwillcauseover·currentandover-vohage，therebydamagingthedevice．Inordertocontroltheswitch

4、ingcharacteristicsofIGBT，usuallyresistanceisconnectedtothegateinseries，andthevalueoftheseriesresistanceafectsthevalueofdu／dtanddi／dtdirectly．rI’}letraditionalviewoftenbelievesmistakenlythattheseriesresistanceisbigger．thedi／dtanddu／dtaresmaller．Inordertosolvethisproblem，basedonthephysic

5、smechanismofIGBTshutdownprocess，therelationshipbetweentheseriesresistanceanddi／dt，du／dtisanalysed，andtheresultsshowthatforthehighvoltageIGBT，withtheincreaseofthegateresistance，thedildtwillincrease．AccordingtothetestofdifferentvoltageIGBT，theresultsareconsistentwiththetheoryanalysis．So，

6、it’SveryimportantforthesafetyofIGBTtoselecttheappropriategatese—riesresistance，oritmayleadtodevicefailureduetolargedi／dtanddu／dt．Keywords：transistor；gateresistance；changerateofvoltage；changerateofcurrentFoundationProject：SupportedbytheNationalKeyScienceandTechnologySpecialProject(No．20

7、11ZX02603)；Xi’anScienceandTechnologyProgram(No．CXY1129(5))引言IGBT开通和关断过程中的du／dt和di／dt限制在安全工作区对器件的安全可靠使用至关重要。在IGBT是一种由功率场效应晶体管(MOSFET)IGBT模块的驱动电路中，为了更好地控制IGBT和双极型晶体管(BJT)组成的复合功率器件。它同模块的开关特性，通常在栅极串联电阻。栅极串联时兼顾了两种器件的优点，因此广泛应用在各种电阻的大小直接影响IGBT模块的du／dt和di／dt。电力电子装置中【1J。在IGBT关断过程中。由于动在此从器件关断过