IGBT驱动有源钳位电路的研究.pdf

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1、第4期电源学报NO．42014年7月JournalofPowerSupplyJuly．2014DOI：10．13234~．issn．2095-2805．2014．4．52中图分类号：TM46文献标志码：AIGBT驱动有源钳位电路的研究康劲松．宋隆俊(同济大学电子与信息工程学院电气工程系，上海201804)摘要：有源钳位电路可以有效地抑制绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor。IGBT)关断时的尖峰电压，但是有源钳位电路的频繁动作会增大损耗．危及整个系统的安全。所以在对传统的有源钳位电路模型进行电路分析的基础上，提出了一种优化的有源钳位电

2、路，分析比较了两种有源钳位电路关断时的暂态过程，建立了相应的损耗分析模型，对两种电路进行定性损耗分析的计算。最后通过Pspice的定量仿真实验，仿真与分析结果对比证实了所提出的开关模型和损耗模型的正确性关键词：绝缘栅双极晶体管；关断暂态分析；损耗分析；Pspice仿真ResearchonActiveClampingCircuitofIGBTDriverKANGJin—song，SONGLong-jun(DepartmentofElectricalEngineering，SchoolofElectronicandInformationEngineering，Ton~iUniver

3、sity，Shanghai201804，China)Abstract：Activeclampingcircuitscanefectivelysuppressthevoltageofinsulatedgatebipolartransistor(IGBT)．Therefore，longtimeconductionsand~equentactionsoftheactiveclampingcircuitleadtoextremelyhighswitchinglossoftheIGBT，whichimperilstheefficiencyandsafetyofthesystem．Anop

4、timizedactiveclampcircuitisproposed，whichisbasedonthetraditionalmodeloftheactiveclampcircuitanalysis．Thetransientswitchingprocessoftwoactiveclampcircuitsiscomparedtoestablishthecorrespondinglossanalysismodelandcalculatethelossesoftwocircuits．Pspiceisusedtosimulatetheswitchingprocessandanalyz

5、ethelosses．Theproposedswitchingmodelandlossanalysismodelarevalidatedbythesimulationresults．Keywords：insulatedgatebipolartransistor(IGBT)；switchingtransient；lossanalysis；Pspicesimulation无源缓冲电路1]，在IGBT外面并联电容、电阻、二引言极管的一个缓冲电路减小尖峰电压。但是无源缓冲电路损耗高，反应速度慢。另外一种方法是使用有绝缘栅双极晶体管(insulatedgatebipolartran．源钳

6、位电路2_，在IGBT的集电极和门级之间加一sistor，IGBT)是一种新型的电力半导体器件，在大个反馈电路，遏制过高的电压尖峰。功率的应用中，由于杂散电感的存在。IGBT在正常有源钳位电路的本质是一种负反馈，当加载在关断或者遇到故障时会产生电压尖峰。过高的电压IGBT两端的电压达到门级电压时，有源钳位电路尖峰加在IGBT上，对IGBT的危害是极大的。为了动作。电路就会反馈至IGBT的栅极，门级电压被抬抑制电压尖峰。通常有两种方法，一种是使用RDC升。IGBT上的高电压被限制。然而传统的有源钳位电路只能限制住过电压，不能确保电压的动态和静收稿日期：2014—03—11态的平衡

7、，而且损耗也很大。所以在此基础上提出第4期康劲松，等：IGBT驱动有源钳位电路的研究53了一种改进的有源钳位电路[3]，不仅可以得到很好⋯⋯⋯⋯．．的动态和静态的平衡，同时能减小损耗。．．●●●⋯⋯‘⋯⋯⋯。⋯⋯‘1传统的有源钳位电路的暂态分析．．·／I··有源钳位电路的目的是钳住IGBT的集电极电．：．‘入t。．．·=‘，。==：．0：·．·一⋯⋯⋯一，一⋯⋯。．．·’‘‘⋯⋯⋯⋯、7‘⋯⋯⋯‘-位，使其不要达到太高的水平，如果关断时产生的、：．电压尖峰太高，或者太陡，都会使IGBT受到威