1、IGBT 驅動電路設計 (wait6875 編輯 )需要解決的問題：1. IGBT 為什么要用負壓關斷而 MOS卻不需要 , 米勒效應對 IGBT 驅動的影響2. IGBT 柵極電阻的取值計算3. 柵源電容 Cg的作用輸入電容 Ciss=Cge+Cgc輸出電容 Coss=Cge+Cce反向電容（米勒電容） Crss=Cgc電源供電 +16V、 -7V：開通電壓 ：為使通態壓降最小，同時IGBT 又具有較好的承受短路電流能力選擇 15V± 10%的正柵極電壓， 可完全飽和，且開關損耗最小， 12V 時通態壓降損耗加大， 20V 時難以實現過流以及短路保護。（解釋：參照PDF可知 12V

2、 時不完全飽和導通， Rds壓降大損耗就大；由Vce 和 Vgs 曲線可知 20V 時 Vce 變化小，且允許的短路時間短。）例：FF75R12KT4的模塊 , 額定電流 75A，2 倍額定電流 150A，允許的短路時間 T=1msVgs=15V,Ic=75A,Vce=2.2V;Ic=150A,Vce=3.8V,T=1ms;Vgs=19V,Ic=75A,Vce=2.1V;Ic=100A,Vce=2.8V,T=?;這只是資料顯示數據，實際中Vce 會有偏差 , 還有溫度對 Vce 的影響 , 溫度越高，Vce 越小 。關斷電壓： 由于 Cgc電容的存在，當IGBT關斷時，電流會通過Rg_int

3、，外部柵極電阻和驅動器，形成回路，并在柵極產生電壓Uge=Igc*(Rg_int+R1/R2+Ro),如果 Ugc 大于 IGBT 閾值電壓， IGBT就會被開通， Uge越大， IGBT就會越接近飽和，這就是 IGBT 寄生開通（米勒效應）。這種狀態維持時間并不長，大概在幾十 nS 到 100nS 之間，但是也會導致很高的 IGBT 損耗，甚至會損壞 IGBT，那么有效的方法就是加負壓使 Ugc(Cgc 的電荷 ) 快速泄放。有些電路沒有負壓，用自舉電路的原理也是一樣，但并不是所有都要負壓關斷，小功率中用 0V 關斷（成本考慮）IGBT柵極負偏電壓 -VGE直接影響 IGBT 的可靠運行，負

4、偏電壓增高時集電極的浪涌電流明顯下降， 一般選擇 -5V 到-15V 之間，目的是出現噪聲仍可關斷，并可減小關斷損耗的最佳取值為-8V 到 -10 ，另外負壓越高，需要的柵極充電電流就會越大，對驅動器的要求就會越高。IGBT開關頻率：不大于30KRo為前級 PWM輸出內阻：可以忽略，但也要根據實際選擇的驅動器來確定Cg為外部柵源電容：用作電路調試，增大duce/dt 的同時，有效的減小di/dt，加快 IGBT 開通速度，降低開通損耗。R3 為柵源電阻（泄放電阻）：第一提供直流偏置，第二為泄放電阻，IGBT 靜態時，為柵源極放電，保證安全，取值2K-20K，一般取 10K。（這里結合阻抗的概念

5、理解一下）D1為雙向 TVSRg_int 為 IGBT內部電阻IGBT驅動電路圖AB之間的距離越短越好，不要超過20cm,CD直接連。開通 Ron=Ro+R2+Rg_int關斷 Roff=Ro+R1/R2+Rg_int+D英飛凌 FF450R120ME4模塊 PDF資料柵極電荷 Qg=3.3uCIGBT內阻 Rg_int=1.7 （正負 15V） , 外部開通電阻 Rgon=1.3（正負 15V）輸入電容 Ciss=28nF, 米勒電容 Cgc=1.55nF,Cgs=28nF-1.55nF=26.45nF開關頻率 10K，周期 100us, 死區時間 2us,Ton=48us（忽略延遲） -

6、這里有待商榷計算部分：驅動功率 P=F*U1*Qg=10*103*(16+7)*33*10(-6)=0.792W注意：如果是晶體管輸出U1=(VCC+VEE)的絕對值 -2* 管壓降電阻的驅動功率Pr=2P=1.58W，一般選取直插系列3W電阻或者 1W的 3 個 2512的貼片并聯（考慮長時間工作電阻發熱，功率盡可能去取大一點）門極峰值電流 Iapp= U/（Rg_int+Rgon） =*(15+15)V/(1.7+1.3)=10A峰值電流 Ipeak=0.7Iapp=7A （ 0.7 為峰值電流校正因數） IGBT 模塊技術驅動和應用第二版注意這里要求驅動器的輸出峰值電流要足夠大，一定要保

7、證 IGBT 的柵極有足夠的電荷，使 IGBT 完全飽和。（用脈沖變壓器驅動使尤其要考慮這一點）即 U1=16+7=23V，可以計算柵極電阻最小值：R123V/10A=2.3柵極電阻最大值R148*10(-6)/( 26.45*10(-9)*40)=45注意柵極震蕩對驅動的影響門極電阻應該盡量靠近 IGBT 模塊門極，過長的距離會在門極 - 發射極回路造成較大的電感，結合 IGBT 門極的輸入電容特性，會組成一個 LC電路。這個 LC 電路在某個參數點會出現振蕩， 可能會出現超過允許值的門極電壓。 這種振蕩可以通過選用一個遠大于最小諧振值的門極電阻來抑制，可以通過公式計算： IGBT模塊技術驅

8、動和應用第二版英飛凌模塊 Rg 選用 ( 僅供參考 )額定電流 A1525405075100150200300400450600R1取值100473333224.74.73.3331.51.2R2取值4720107.57.56.86.85.15.15.13.32.2Qg 給定 uC0.240.330.330.381.11.42.12.83.73.65.0Rg_int 給定 86642.55.02.52.51.91.91.3Rgon 給定 75362727155.14.74.72.41.81.00.62-變頻器產品模塊Rg門極電阻的選型經驗門極電阻的選型原則是達到最優的開關特性，包括較低的開關損

9、耗、IGBT模塊沒有振蕩、較低的續流二極管反向恢復電流、以及對最大dv/dt和 di/dt的控制。以下是門極電阻選型中的一些經驗：一般來說，額定電流大的IGBT 模塊可以用較小的門極電阻驅動，而額定電流小的 IGBT 模塊一般需要用到較大的門極電阻。最優的門極電阻值一般會在 IGBT 規格書中標注的值的一倍到兩倍之間。這個經驗適用于大部分的應用場合。 IGBT 規格書中給出的門極電阻一般是最小值，在標注的條件下， IGBT 能在兩倍的額定電流下安全關斷。但實際應用參數和測試參數有所區別， 所以規格書中的門極電阻值一般很難達到。 最優的門極電阻值還是需要測試最終的系統來確定， 可以使用兩倍的規格

10、書給定電阻值作為起始值進行測試。多數應用情況下， 開通門極電阻 RG(on)會比關斷門極電阻 RG(off) 小，根據實際的應用條件， RG(off) 大概可以是 RG(on)的兩倍。盡量地減小系統中尤其是直流母線的雜散電感非常重要，這有利于把 IGBT 的關斷電壓尖峰控制在規格書給定的范圍內， 特別是在短路關斷時。 一個簡單有效的降低短路關斷電壓尖峰的方法是使用軟關斷電路。當驅動檢測到短路發生時，會使用一個較大的關斷電阻來減緩 IGBT 的關斷速度。-Gate Resitor - Principle and Application設置柵極電阻的其他注意事項盡量減小柵極回路的電感阻抗，具體的措

11、施有：a)驅動器靠近IGBT 減小引線長度；即AB 之間的長度不要超過20cmb) 驅動的柵射極引線絞合（ 3 轉 /2cm ）或套磁環，并且不要用過粗的線；也可以使用同軸電纜 .c) 線路板上的 2 根驅動線的距離盡量靠近，回路越小越好.d) 柵極電阻使用無感電阻 .e) 如果是有感電阻，可以用幾個并聯以減小電感。TVS選取：首先：計算下浪涌脈沖的功率PD，公式為 PD=VBR × IPP× tP/T ，各參數代表含義如下：? VBR： TVS二極管的擊穿電壓，? IPP：流經 TVS二極管的浪涌電流? tp ：流經 TVS二極管的浪涌電流產生的時間? T ：流經 TVS

12、二極管的浪涌電流的間隔時間一般原則是交流電壓乘1.4 倍來選取 TVS管的最大反向工作電壓。 直流電壓則按1.1 1.2 倍來選取 TVS管的最大反向工作電壓VRWM。則選取 P6KE18CA為 TVS二極管柵源電容 CgeIGBT驅動柵射電容 CGE的變化對 IGBT模塊開通過程的影響如圖所示， IGBT開通時，柵極 - 發射極電容增加將會帶來以下影響：開通延遲時間 td減小 di/dt減小 dv/dt減小總的震蕩減小了二極管反向恢復峰值電流Irr外部電容 Cge 可以控制高壓 IGBT 的開通速度，有了 Cge,開啟過程的 dv/dt 和 di/dt 可以分開控制，即可以用更小的 Rg 電阻，以實現低的開關損耗和較低的開通 di/dtMax(C2): 24.58V, Max(C3): 194A, Max(C4): 379VFigure 36:IGBT turn-on with RG = 1.8 and CGE = 10nFMax(C2): 15.00V, Max(C3): 150A, Max(C4): 383VFigure 37:IGBT turn-on with RG =