|
（秦皇島國安電力電子技術(shù)有限公司） 概要：筆者從事電力電子研發(fā)領(lǐng)域，經(jīng)常使用IGBT，積累了一些設計經(jīng)驗，在此與大家分享。大部分內容不追求理論深度，而主要是幫助大家提高感性認識，為使用IGBT提供一些參考。 1.IGBT的模型 IGBT的模型在教科書(shū)上能找到，其柵極G，相當于一個(gè)數納法（nF）的小電容（暫時(shí)這樣認為），這與MOS管類(lèi)似；其集電極C和發(fā)射極E又類(lèi)似于一只三極管的C、E極。因此，它結合了MOS管和三極管的特點(diǎn)： （1）柵極的絕緣電阻無(wú)窮大，只要向柵極充入一定的正電荷，使得柵極電壓大于導通電壓，管子就會(huì )導通，并且導通程度深，線(xiàn)性范圍很窄。這一點(diǎn)類(lèi)似于MOS管。 （2）由于柵極的絕緣電阻無(wú)窮大，因此電荷能夠一直保存，即開(kāi)通后可以一直開(kāi)通。而且當柵極開(kāi)路時(shí)，也常會(huì )處于開(kāi)通狀態(tài)。正因為這個(gè)特性，驅動(dòng)IGBT的電路不需要提供很大的持續電流。但這容易引起誤導通，為了防止誤導通，柵極G和發(fā)射極E之間必須跨接一只電阻。不少第一次接觸MOS管和IGBT的朋友就是因為沒(méi)有跨接此電阻而燒了管子�？缃与娮枰话銥�10k歐/0.25W。 （3）柵極電容的耐壓是有一點(diǎn)限度的，一般是±20V，當超過(guò)此限度，可能會(huì )燒壞。因此，柵極要加一對穩壓二極管，用于吸收過(guò)高的電壓。穩壓二極管一般頭對頭串聯(lián)，每只是18V/1W，限制的電壓范圍是±18.7V左右。 （4）輸出極C和E特性類(lèi)似于三極管，因此具有一定的導通壓降，而不是像MOS管那樣用導通電阻來(lái)衡量。導通壓降與導通飽和度有關(guān)，導通飽和度受到柵極電壓的影響，因此柵極電壓不應太低，雖然IGBT在7V就完全能導通，但標準的柵極驅動(dòng)電壓是15V。 （5）為了保證柵極驅動(dòng)不誤動(dòng)作，一般關(guān)閉時(shí)要讓柵極帶有一定的負電壓。通常對于小功率IGBT，負電壓應在-8V左右。因此，通常IGBT的標準驅動(dòng)電壓為-8V、+15V。實(shí)際使用時(shí)，如果采用光耦，例如A3120，其正壓降約為2.5V，負壓降幾乎為零，因此，為了達到標準驅動(dòng)電壓，光耦前端的供電電壓應為-8V、+17.5V。 （6）IGBT的柵極電容是非線(xiàn)性的，在導通電壓和關(guān)斷電壓附近，其柵極電容相當于突然增大數倍，需要充入或者吸出較多電荷，因此，驅動(dòng)電路的作用主要體現在導通和關(guān)斷的轉折點(diǎn)上，此時(shí)要提供較多電荷，具有較大的驅動(dòng)電流，故驅動(dòng)電路的主要電流是瞬時(shí)電流，頻率很高，這就要求驅動(dòng)電路的供電具有極小的高頻內阻。一般要并聯(lián)較大容量的獨石電容來(lái)提供這些電流。 2. IGBT的基本驅動(dòng)電路 （1）供電采用隔離變壓器，最好采用開(kāi)關(guān)穩壓電源，上下橋嚴格隔離，安全間距1mm/100V，即對于380V系統要用4mm安全間距。 （2）供電電壓：+17.5V，-8V，GND。其中GND接IGBT的E極。+17.5V和-8V接光耦的8、5腳。 （3）瞬時(shí)電流提供：供電電源上并接1uF/50V獨石電容若干個(gè)。 （4）柵極驅動(dòng)電阻Rg，采用IGBT資料的推薦值至推薦值的3倍之間。 （5）柵極放電電阻，10k歐；柵極保護穩壓二極管：18V/1W，頭對頭串聯(lián)。 IGBT的基本驅動(dòng)電路 技術(shù)支持： 秦皇島國安電力電子技術(shù)有限公司，是集新能源、并網(wǎng)、逆變、特種電源、元器件貿易為一體的高技術(shù)企業(yè)。公司長(cháng)期提供以下服務(wù)和產(chǎn)品： （1）電力電子相關(guān)設計咨詢(xún)； （2）電力電子器件：IGBT、隔離驅動(dòng)變壓器、驅動(dòng)光耦。長(cháng)期提供各種IGBT模塊、變頻器變壓器、驅動(dòng)光耦。具體型號有：IGBT:FP40R12KT3,FP40R12KE3,FP40R12KT4.IGBT: FP50R12KT3,FP50R12KE3,FP50R12KT4.IGBT: FP75R12KT3,FP75R12KE3,FP75R12KT4.IGBT:FF200R12KT3,FF200R12KT3.IGBT: FF300R12KT3,FF300R12KT3.IGBT: FF400R12KT3,FF400R12KT3.EUPE.歐派克.英飛凌.Infineon.富士.FUJI.三菱.MITSUBISHI.IGBT.IPM模塊。全線(xiàn)IGBT模塊,7單元IGBT模塊、IPM模塊。高壓MOS管2SK2225.2SK1317.3N150.變頻器專(zhuān)用開(kāi)關(guān)電源變壓器、三相UPS開(kāi)關(guān)電源變壓器、開(kāi)關(guān)電源電壓控制模塊板、驅動(dòng)光耦A3120，316J，PC929，PC925等、電力電子相關(guān)的軟件模塊、設計方案。您只需一個(gè)電話(huà)，就可以立即解決設計、選型、維修、備件、采購等各種問(wèn)題。歡迎來(lái)電：0335-8508398.QQ:1103466690.公司網(wǎng)站：www.gaelec.com 。 |
