基于M57962L的一种IGBT驱动电路设计方案
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2020-10-20
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基于基于M57962L的一种的一种IGBT驱动电路设计方案驱动电路设计方案
IGBT的概念是20世纪80年代初期提出的。IGBT具有复杂的集成结构，它的工作频率可以远高于双极晶体管。
IGBT已经成为功率半导体器件的主流。在10～100 kHz的中高压大电流的范围内得到广泛应用。IGBT进一步简
化了功率器件的驱动电路和减小驱动功率。
IGBT的概念是20世纪80年代初期提出的。IGBT具有复杂的集成结构，它的工作频率可以远高于双极晶体管。IGBT已经
成为功率半导体器件的主流。在10～100 kHz的中高压大电流的范围内得到广泛应用。IGBT进一步简化了功率器件的
IGBT的开通和关断是由栅极电压来控制的。
当栅极施以正电压时，MOSFET内形成沟道，并为PNP晶体管提供基极电流，从而使IGBT导通。此时从N+区注入到N-区
的空穴(少子)对N-区进行电导调制，减小Ⅳ区的电阻Rdr ，使阻断电压高的IGBT也具有低的通态压降。当栅极上施以负电压
时。MOSFET内的沟道消失，PNP晶体管的基极电流被切断，IGBT即被关断。
在IGBT导通之后。若将栅极电压突然降至零，则沟道消失，通过沟道的电子电流为零，使
2 驱动电路的设计
2.1 IGBT器件型号选择
1)IGBT承受的正反向峰值电压
考虑到2-2.5倍的安全系数，可选IGBT的电压为1 200 V。
2)IGBT导通时承受的峰值电流。
额定电流按380 V供电电压、额定功率30 kVA容量算。选用的IGBT型号为SEMIKRON公司的SKM400GA128D。
2.2 IGBT驱动电路的设计要求
对于大功率IGBT，选择驱动电路基于以下的参数要求：器件关断偏置、门极电荷、耐固性和电源情况等。门极电路的正
偏压VGE负偏压-VGE和门极电阻RG的大小，对IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dv/dt电流等参数
有不同程度的影响。门极驱动条件与器件特性的关系见表1。栅极正电压 的变化对IGBT的开通特性、负载短路能力和dVcE/dt
电流有较大影响，而门极负偏压则对关断特性的影响比较大。在门极电路的设计中，还要注意开通特性、负载短路能力和由
dVcE/dt 电流引起的误触发等问题(见表1)。
表1 IGBT门极驱动条件与器件特性的关系
由于IGBT的开关特性和安全工作区随着栅极驱动电路的变化而变化，因而驱动电路性能的好坏将直接影响IGBT能否正常
工作。为使IGBT能可靠工作。IGBT对其驱动电路提出了以下要
1)向IGBT提供适当的正向栅压。并且在IGBT导通后。栅极驱动电路提供给IGBT的驱动电压和电流要有足够的幅度，使
IGBT的功率输出级总处于饱和状态。瞬时过载时，栅极驱动电路提供的驱动功率要足以保证IGBT不退出饱和区。IGBT导通后
的管压降与所加栅源电压有关，在漏源电流一定的情况下，VGE越高，VDS傩就越低，器件的导通损耗就越小，这有利于充
分发挥管子的工作能力。但是， VGE并非越高越好，一般不允许超过20 V，原因是一旦发生过流或短路，栅压越高，则电流
幅值越高，IGBT损坏的可能性就越大。通常，综合考虑取+15 V为宜。
2)能向IGBT提供足够的反向栅压。在IGBT关断期间，由于电路中其他部分的工作，会在栅极电路中产生一些高频振荡信
号，这些信号轻则会使本该截止的IGBT处于微通状态，增加管子的功耗。重则将使调压电路处于短路直通状态。因此，最好
给处于截止状态的IGBT加一反向栅压f幅值一般为5～15 V)，使IGBT在栅极出现开关噪声时仍能可靠截止。
3)具有栅极电压限幅电路，保护栅极不被击穿。IGBT栅极极限电压一般为+20 V，驱动信号超出此范围就可能破坏栅极。
4)由于IGBT多用于高压场合。要求有足够的输人、输出电隔离能力。所以驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔
离，一般采用高速光耦合隔离或变压器耦合隔离。
资源评论
茶啊冲的小男孩2023-07-24此文件以简明直接的方式介绍了该设计方案的优势及应用领域，能够让读者迅速了解相关内容。
胡说先森2023-07-24这个文件评估了基于M57962L的IGBT驱动电路的性能，并给出了相应的结果，为读者提供了参考。
八位数花园2023-07-24作者以质朴的语言介绍了这个设计方案，没有过多夸张的词语，更加符合实际。
番皂泡2023-07-24这个文件的设计方案考虑了IGBT驱动电路的实际需求，很好地解决了相关问题。
两斤香菜2023-07-24这篇文件提供了一个基于M57962L的IGBT驱动电路设计方案, 涉及到实际应用，非常实用。
