IGBT驅(qū)動器,IGBT驅(qū)動器的要求，結(jié)構形式及特點，選擇
一個理想的 IGBT 驅(qū)動器應具有以下基本性能:
(1)動態(tài)驅(qū)動能力強 ,能為 IGBT 柵極提供具有陡峭前后沿的驅(qū)動脈沖。當 IGBT 在硬開關方式下工作時 ,會在開通及關斷過程中產(chǎn)生較大的開關損耗。這個過程越長 ,開關損耗越大。器件工作頻率較高時 ,開關損耗甚至會大大超過 IGBT 通態(tài)損耗 ,造成管芯溫升較高。
這種情況會大大限制 IGBT 的開關頻率和輸出能力 ,同時對 IGBT的安全工作構成很大威脅。
IGBT的開關速度與其柵極控制信號的變化速度密切相關。IGBT 的柵源特性呈非線性電容性質(zhì) ,因此 ,驅(qū)動器須具有足夠的瞬時電流吞吐能力 ,才能使 IGBT 柵源電壓建立或消失得足夠快 ,從而使開關損耗降至較低的水平。
另一方面 ,驅(qū)動器內(nèi)阻也不能過小 ,以免驅(qū)動回路的雜散電感與柵極電容形成欠阻尼振蕩。同時 ,過短的開關時間也會造成主回路過高的電流尖峰 ,這既對主回路安全不利 ,也容易在控制電路中造成干擾。
( 2) 能向 IGBT提供適當?shù)恼驏艍?。
IGBT導通后的管壓降與所加柵源電壓有關 ,在漏源電流一定的情況下 , u 越高 , u 就越低 ,GS DS器件的導通損耗就越小 ,這有利于充分發(fā)揮管子的工作能力。但是 并非越高越好 一般, uGS ,不允許超過 原因是一旦發(fā)生過流或短路20V , ,柵壓越高 則電流幅值越高 損壞的可能, ,IGBT性就越大。通常 ,綜合考慮取 +15V 為宜。
(3) 能向 IGBT 提供足夠的反向柵壓。在IGBT關斷期間 ,由于電路中其它部分的工作 ,會在柵極電路中產(chǎn)生一些高頻振蕩信號。這些信號輕則會使本該截止的 IGBT 處于微通狀態(tài) ,增加管子的功耗 ,重則將使逆變電路處于短路直通狀態(tài)。因此 ,最好給應處于截止狀態(tài)的IGBT加一反向柵壓(幅值一般為 5～15V) ,使IGBT在柵極出現(xiàn)開關噪聲時仍能可靠截止。
(4)有足夠的輸入輸出電隔離能力。在許多設備中 與工頻電網(wǎng)有直接電聯(lián)系 而,IGBT ,控制電路一般不希望如此。另外許多電路(如橋式逆變器)中的 的工作電位差別很大IGBT ,也不允許控制電路與其直接耦合。因此 驅(qū)動,器具有電隔離能力可以保證設備的正常工作 ,同時有利于維修調(diào)試人員的人身安全。但是 ,這種電隔離不應影響驅(qū)動信號的正常傳輸。
(5) 具有柵壓限幅電路 ,保護柵極不被擊穿。IGBT柵極極限電壓一般為 ±20V ,驅(qū)動信號超出此范圍就可能破壞柵極。(6)輸入輸出信號傳輸無延時。這一方面能夠減少系統(tǒng)響應滯后 ,另一方面能提高保護的快速性。
(7)電路簡單 ,成本低。
(8) IGBT損壞時 ,驅(qū)動電路中的其它元件不會隨之損壞。IGBT燒毀時 ,集電極上的高電壓往往會通過已被破壞的柵極竄入驅(qū)動電路 ,從而破壞其中的某些元件。
由于 IGBT 承受過流或短路的能力有限 ,故 IGBT驅(qū)動器還應具有如下功能:
