IGBT对栅极驱动电路的要求

igbt器件的发射极和栅极之间是绝缘的二氧化硅结构,直流电不能通过,因而低频的静态驱动功率接近于零。但是栅极和发射极之间构成了一个栅极电容cgs,因而在高频率的交替导通和关断时需要一定的动态驱动功率。小功率igbt的cgs一般在10~l00pf之内,对于大功率的绝缘栅功率器件,由于栅极电容cgs较大,在1~l00pf,甚至更大,因而需要较大的动态驱动功率。
igbt栅极电压可由不同的驱动电路产生,栅极驱动电路设计的优劣直接关系到由igbt构成的系统长期运行可靠性。正向栅极电压的值应该足够令igbt产生完全饱和,并使通态损耗减至最小,同时也应限制短路电流和它所带来的功率应力。
igbt的驱动电路在它的应用中有着特别重要的作用,igbt应用的关键问题之一是驱动电路的合理设计。由于igbt的开关特性和安全工作区随栅-射极驱动电路的变化而变化,因而驱动电路性能不好,常常会造成igbt的损坏。lgbt通常采用栅-射极电压驱动,与基他全控型器件一样,igbt对驱动电路有许多特殊要求。
igbt对栅极驱动电路的要求主要是保证电路的稳定性和可靠性。igbt驱动电路需要具备良好的绝缘性能、耐压性能和耐温性能,以及足够的电流和电压控制能力,以保证igbt的正常工作。此外,igbt驱动电路还需要具备足够的电流和电压控制能力,以保证igbt的正常工作。
igbt 的静态和动态特性与栅极驱动条件密切相关。栅极的正偏压+vge、负偏压-vge 和栅极电阻rg 的大小,对igbt 的通态电压、开关时间、开关损耗,承受短路能力以及dvce/dt 等参数都有不同程度的影响。
栅极驱动电路提供给igbt 的正偏压+vge使igbt 导通。在实际应用中,综合该电压对开通时间、开通损耗以及器件在短路时承受短路电流时间等方面的因素,通常使用+15v。栅极驱动电路提供给igbt 的负偏压-vge使其关断。它直接影响igbt 的可靠运行,为了防止igbt 产生动态擎住现象,栅极负偏压应为-5v 或更低一些的电压,负偏压的大小对关断时间损耗的影响不大。
此外,栅极驱动电压必须有足够快的上升和下降速度,使igbt 尽快开通和关断,以减少开通和关断损耗。在器件导通后,驱动电压和电流应保持足够的幅度,保证igbt 处于饱和状态。由于igbt 多用于高电压、大电流场合,信号控制电路与驱动电路之间应采用抗干扰能力强、信号传输时间短的高速光电隔离器件加以隔离。为了提高抗干扰能力,应采用驱动电路到igbt 模块的引线尽可能短、引线为双胶线或屏蔽线等措施。

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