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《igbt保護(hù)電路設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、關(guān)于IGBT保護(hù)電路設(shè)計(jì)必知問(wèn)題絕緣柵雙極晶體管（InsulatedGateBipolarTramistor，IGBT）是MOSFET與GTR的復(fù)合器件，因此，它既具有MOSFET的工作速度快、開(kāi)關(guān)頻率高、輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、熱溫度性好的優(yōu)點(diǎn)，又包含了GTR的載流量大、阻斷電壓高等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)．是取代GTR的理想開(kāi)關(guān)器件。IGBT目前被廣泛使用的具有自關(guān)斷能力的器件，廣泛應(yīng)用于各類固態(tài)電源中。IGBT的工作狀態(tài)直接影響整機(jī)的性能，所以合理的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)整機(jī)顯得很重要，但是如果控制不當(dāng)，它很容易損壞，其中一種就是發(fā)生過(guò)流而使
2、IGBT損壞，本文主要研究了IGBT的驅(qū)動(dòng)和短路保護(hù)問(wèn)題，就其工作原理進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出具有過(guò)流保護(hù)功能的驅(qū)動(dòng)電路，并進(jìn)行了仿真研究。 二IGBT的驅(qū)動(dòng)要求和過(guò)流保護(hù)分析 1IGBT的驅(qū)動(dòng) IGBT是電壓型控制器件，為了能使IGBT安全可靠地開(kāi)通和關(guān)斷．其驅(qū)動(dòng)電路必須滿足以下的條件： IGBT的柵電容比VMOSFET大得多，所以要提高其開(kāi)關(guān)速度，就要有合適的門極正反向偏置電壓和門極串聯(lián)電阻?！ 。?）門極電壓 任何情況下，開(kāi)通狀態(tài)的柵極驅(qū)動(dòng)電壓都不能超過(guò)參數(shù)表給出的限定值（一般為20v），最佳門極正向偏置電壓為15
3、v土10％。這個(gè)值足夠令I(lǐng)GBT飽和導(dǎo)通；使導(dǎo)通損耗減至最小。雖然門極電壓為零就可使IGBT處于截止?fàn)顟B(tài)，但是為了減小關(guān)斷時(shí)間，提高IGBT的耐壓、dv／dt耐量和抗干擾能力，一般在使IGBT處于阻斷狀態(tài)時(shí)．可在門極與源極之間加一個(gè)-5~-15v的反向電壓?！ 。?）門極串聯(lián)電阻心 選擇合適的門極串聯(lián)電阻Rg對(duì)IGBT的驅(qū)動(dòng)相當(dāng)重要，Rg對(duì)開(kāi)關(guān)損耗的影響見(jiàn)圖1?！ D1Rg對(duì)開(kāi)關(guān)損耗的影響 IGBT的輸入阻抗高壓達(dá)109~1011，靜態(tài)時(shí)不需要直流電流．只需要對(duì)輸入電容進(jìn)行充放電的動(dòng)態(tài)電流。其直流增益可達(dá)108~1
4、09，幾乎不消耗功率。為了改善控制脈沖的前后沿陡度和防止振蕩，減少IGBT集電極大的電壓尖脈沖，需在柵極串聯(lián)電阻Rg，當(dāng)Rg增大時(shí)，會(huì)使IGBT的通斷時(shí)間延長(zhǎng)，能耗增加；而減少RF又會(huì)使di／dt增高，可能損壞IGBT。因此應(yīng)根據(jù)IGBT電流容量和電壓額定值及開(kāi)關(guān)頻率的不同，選擇合適的Rg，一般選心值為幾十歐姆至幾百歐姆。具體選擇Rg時(shí)．要參考器件的使用手冊(cè)。 ?。?）驅(qū)動(dòng)功率的要求 IGBT的開(kāi)關(guān)過(guò)程要消耗一定的來(lái)自驅(qū)動(dòng)電源的功耗，門極正反向偏置電壓之差為△Vge，工作頻率為f，柵極電容為Cge，則電源的最少峰值電流為
5、： 驅(qū)動(dòng)電源的平均功率為： 一引言 絕緣柵雙極晶體管（InsulatedGateBipolarTramistor，IGBT）是MOSFET與GTR的復(fù)合器件，因此，它既具有MOSFET的工作速度快、開(kāi)關(guān)頻率高、輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、熱溫度性好的優(yōu)點(diǎn)，又包含了GTR的載流量大、阻斷電壓高等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)．是取代GTR的理想開(kāi)關(guān)器件。IGBT目前被廣泛使用的具有自關(guān)斷能力的器件，廣泛應(yīng)用于各類固態(tài)電源中。IGBT的工作狀態(tài)直接影響整機(jī)的性能，所以合理的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)整機(jī)顯得很重要，但是如果控制不當(dāng)，它很容易損壞，其中一
6、種就是發(fā)生過(guò)流而使IGBT損壞，本文主要研究了IGBT的驅(qū)動(dòng)和短路保護(hù)問(wèn)題，就其工作原理進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出具有過(guò)流保護(hù)功能的驅(qū)動(dòng)電路，并進(jìn)行了仿真研究?！ 《蘒GBT的驅(qū)動(dòng)要求和過(guò)流保護(hù)分析 1IGBT的驅(qū)動(dòng) IGBT是電壓型控制器件，為了能使IGBT安全可靠地開(kāi)通和關(guān)斷．其驅(qū)動(dòng)電路必須滿足以下的條件： IGBT的柵電容比VMOSFET大得多，所以要提高其開(kāi)關(guān)速度，就要有合適的門極正反向偏置電壓和門極串聯(lián)電阻?！ 。?）門極電壓 任何情況下，開(kāi)通狀態(tài)的柵極驅(qū)動(dòng)電壓都不能超過(guò)參數(shù)表給出的限定值（一般為20v），最佳門極
7、正向偏置電壓為15v土10％。這個(gè)值足夠令I(lǐng)GBT飽和導(dǎo)通；使導(dǎo)通損耗減至最小。雖然門極電壓為零就可使IGBT處于截止?fàn)顟B(tài)，但是為了減小關(guān)斷時(shí)間，提高IGBT的耐壓、dv／dt耐量和抗干擾能力，一般在使IGBT處于阻斷狀態(tài)時(shí)．可在門極與源極之間加一個(gè)-5~-15v的反向電壓?！ 。?）門極串聯(lián)電阻心 選擇合適的門極串聯(lián)電阻Rg對(duì)IGBT的驅(qū)動(dòng)相當(dāng)重要，Rg對(duì)開(kāi)關(guān)損耗的影響見(jiàn)圖1?！ D1Rg對(duì)開(kāi)關(guān)損耗的影響 IGBT的輸入阻抗高壓達(dá)109~1011，靜態(tài)時(shí)不需要直流電流．只需要對(duì)輸入電容進(jìn)行充放電的動(dòng)態(tài)電流。其直流
8、增益可達(dá)108~109，幾乎不消耗功率。為了改善控制脈沖的前后沿陡度和防止振蕩，減少IGBT集電極大的電壓尖脈沖，需在柵極串聯(lián)電阻Rg，當(dāng)Rg增大時(shí)，會(huì)使IGBT的通斷時(shí)間延長(zhǎng)，能耗增加；而減少RF又會(huì)使di／dt增高，可能損壞IGBT。因此應(yīng)根據(jù)IGBT電流容量和電壓額定值及開(kāi)關(guān)頻率的不同，選擇合適的
