IGBT模块的门极驱动介绍

IGBT模块的门极驱动

额定门极驱动电压：门极驱动电压在±20V范围内施加超过此范围的电压时，门极-发射极间的氧化膜（SiO2）有可能发生绝缘破坏或导致可靠性下降。



开通-门极驱动电压：

开通-门极驱动电压标准为+15V。诸如12V、10V的低门极驱动电压会造成集电极损耗增加。6V时IGBT基本上不开通，此时集电极-发射极上施加电源电压。施加这样的低门极电压时，有可能由于过大的损耗导致元件损坏。



关断时门极反向偏置电压（－VGE）：

为避免由于噪声干扰造成的误动作，关断时请在IGBT门极施加(-5V)-(-15V)的反向偏置电压。



开通门极电压、关断时门极反向偏置电压与开关速度-噪声干扰的关系：

如果提高开通门极电压+VGE，开通速度会上升，开通损耗会下降。相反，开通时的噪声干扰会增加。同样，如果提高关断门极电压-VGE，关断速度会上升，关断损耗会下降。相反，关断时的浪涌电压及噪声干扰会增加。+VGE、-VGE和下一项的RG都是影响开关速度的主要因素。



门极阻抗RG和开关特性：



门极电容：

输入电容：Cies = Cge + Cgc

Reverse Transfer 电容：Cres = Cgc

输出电容：Coes = Cce + Cgc



发射极门极反向偏置电压和门极-发射极之间的阻抗RGE：

由于高dv/dt而导致位移电流流动，并且门极电位上升。



门极反向偏置电压和旁路电阻对降低冲击电流（IGBT损耗）有效



门极配线：为了避免有害的振荡，请注意以下事项。

● 尽量让门极配线远离主电路配线，并避免使两者平行。

● 交叉时，请以正交交叉。

● 不要将多根门极配线捆扎在一起。

● 追加共模扼流圈和铁氧体磁环也可达到一定的效果。



门极充电和驱动电流-功率：



门极驱动损耗PG、最高门极驱动电流iGP的计算范例

（+VGE=15V、-VGE=－15V、f=10kHz）PG=｛（+VGE）-（-VGE)｝×Qg×f＝30×690×10-9×104＝0.207 (W)

假设在500ns时开通 ;

iGP = Qg / ton＝690×10-9 / 500×10-9＝1.4 (A)

审核编辑：刘清