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0 引言 IGBT 即绝缘门极双极型晶体管( IsolatedGate Bipolar Transistor), 这是八十年代末九十年代初迅速发展起来的一种新型复合器件。由于它将MOSFET和GTR的优点集于一身, 具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好、电压驱动(MOSFET的优点), 同时通态压降较低, 可以向高电压、大电流方向发展(GTR的优点)。因此, IGBT发展很快, 特别是在开关频率大于1kHz, 功率大于5kW的应用场合具有很大优势。在全桥逆变电路中, IGBT是器件, 它可在高压下导通, 并在大电流下关断, 故在硬开关桥式电路中, 功率器件IGBT能否正确可靠地使用起着至关
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分析影响分析影响IGBT驱动电路性能参数的因素驱动电路性能参数的因素
0 引言 IGBT 即绝缘门极双极型晶体管( IsolatedGate Bipolar Transistor), 这是八十年代末九十年代初迅速发展
起来的一种新型复合器件。由于它将MOSFET和GTR的优点集于一身, 具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好、电
压驱动(MOSFET的优点), 同时通态压降较低, 可以向高电压、大电流方向发展(GTR的优点)。因此, IGBT发展很
快, 特别是在开关频率大于1kHz, 功率大于5kW的应用场合具有很大优势。在全桥逆变电路中, IGBT是器件, 它
可在高压下导通, 并在大电流下关断, 故在硬开关桥式电路中, 功率器件IGBT能否正确可靠地使用起着至关
0 引言引言
IGBT 即绝缘门极双极型晶体管( IsolatedGate Bipolar Transistor), 这是八十年代末九十年代初迅速发展起来的一种新型复合
器件。由于它将MOSFET和GTR的优点集于一身, 具有输入阻抗高、速度快、热稳定性好、电压驱动(MOSFET的优点), 同时通
态压降较低, 可以向高电压、大电流方向发展(GTR的优点)。因此, IGBT发展很快, 特别是在开关频率大于1kHz, 功率大于
5kW的应用场合具有很大优势。在全桥逆变电路中, IGBT是器件, 它可在高压下导通, 并在大电流下关断, 故在硬开关桥式电
路中, 功率器件IGBT能否正确可靠地使用起着至关重要的作用。驱动电路就是将控制电路输出的PWM信号进行功率放大, 以满
足驱动IGBT的要求, 所以, 驱动电路设计的是否合理直接关系到IGBT的安全、可靠使用。为了确保驱动电路设计的合理性, 使
用时必须分析驱动电路中的参数。
1 栅极电阻和分布参数分析栅极电阻和分布参数分析
IGBT在全桥电路工作时的模型如图1所示。
RG+Rg是IGBT的栅极电阻, L01、L02、L03是杂散电感(分布电感), Cgc、Cge、Cce是IGBT的极间电容, U1是驱动控制信
号, U2为母线电压。
图1 IGBT的全桥模型
1.1 IGBT的导通初态的导通初态
二极管D1导通时, 若Uge为所加的反向电压值(可记为-Ug2, 正向电压记为+Ug1), 集电极电流iC=0, Uce=U2。开通后,
U1向Cgc、Cge充电, 此时Uge可写成:
其中时间常数τi= (Rg+RG) (Cge+Cgc), 只有Uge上升至门槛电压Uge (th)后, IGBT才会导通。从上述公式可以看出, Uge的
上升速度是和时间常数成反比的, 即栅极电阻和输入电容越大, 上升速度越慢, IGBT开通的时间就越长。
1.2 IGBT的关断初态的关断初态
若Q1处于全导通状态, 二极管D1处于截止状态, 二极管中的电流为0, Uce为IGBT管压降,Uge=Ug1, 输入电压由Ug1变
为-Ug2, Cge和Cgc被反向充电, uge下降, 此时uge可表示为:
其中τi= (Rg+RG) (Cge+Cgc)
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