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博客

IGBT实用的驱动电路,以及一些设计细节,适合工程师、采购、维修人员

已有 547 次阅读2011-9-7 11:24 |个人分类:技术交流| 关键词:

(秦皇岛国安电力电子技术有限公司)

1 IGBT的基本驱动电路

 

概要:笔者从事电力电子研发领域,经常使用IGBT,积累了一些设计经验,在此与大家分享。大部分内容不追求理论深度,而主要是帮助大家提高感性认识,为使用IGBT提供一些参考。

 

1.IGBT的模型

IGBT的模型在教科书上能找到,其栅极G,相当于一个数纳法(nF)的小电容(暂时这样认为),这与MOS管类似;其集电极C和发射极E又类似于一只三极管的CE极。因此,它结合了MOS管和三极管的特点:

1)栅极的绝缘电阻无穷大,只要向栅极充入一定的正电荷,使得栅极电压大于导通电压,管子就会导通,并且导通程度深,线性范围很窄。这一点类似于MOS管。

2)由于栅极的绝缘电阻无穷大,因此电荷能够一直保存,即开通后可以一直开通。而且当栅极开路时,也常会处于开通状态。正因为这个特性,驱动IGBT的电路不需要提供很大的持续电流。但这容易引起误导通,为了防止误导通,栅极G和发射极E之间必须跨接一只电阻。不少第一次接触MOS管和IGBT的朋友就是因为没有跨接此电阻而烧了管子。跨接电阻一般为10k/0.25W

3)栅极电容的耐压是有一点限度的,一般是±20V,当超过此限度,可能会烧坏。因此,栅极要加一对稳压二极管,用于吸收过高的电压。稳压二极管一般头对头串联,每只是18V/1W,限制的电压范围是±18.7V左右。

4)输出极CE特性类似于三极管,因此具有一定的导通压降,而不是像MOS管那样用导通电阻来衡量。导通压降与导通饱和度有关,导通饱和度受到栅极电压的影响,因此栅极电压不应太低,虽然IGBT7V就完全能导通,但标准的栅极驱动电压是15V

5)为了保证栅极驱动不误动作,一般关闭时要让栅极带有一定的负电压。通常对于小功率IGBT,负电压应在-8V左右。因此,通常IGBT的标准驱动电压为-8V+15V。实际使用时,如果采用光耦,例如A3120,其正压降约为2.5V,负压降几乎为零,因此,为了达到标准驱动电压,光耦前端的供电电压应为-8V+17.5V

6IGBT的栅极电容是非线性的,在导通电压和关断电压附近,其栅极电容相当于突然增大数倍,需要充入或者吸出较多电荷,因此,驱动电路的作用主要体现在导通和关断的转折点上,此时要提供较多电荷,具有较大的驱动电流,故驱动电路的主要电流是瞬时电流,频率很高,这就要求驱动电路的供电具有极小的高频内阻。一般要并联较大容量的独石电容来提供这些电流。

2. IGBT的基本驱动电路

1)供电采用隔离变压器,最好采用开关稳压电源,上下桥严格隔离,安全间距1mm/100V,即对于380V系统要用4mm安全间距。

2)供电电压:+17.5V-8VGND。其中GNDIGBTE极。+17.5V-8V接光耦的85脚。

3)瞬时电流提供:供电电源上并接1uF/50V独石电容若干个。

4)栅极驱动电阻Rg,采用IGBT资料的推荐值至推荐值的3倍之间。

5)栅极放电电阻,10k欧;栅极保护稳压二极管:18V/1W,头对头串联。

IGBT的基本驱动电路

IGBT使用的基本驱动电路就介绍到这里。关于IGBT的使用细节,我们将继续发文叙述。感谢大家的关注!

技术支持:

秦皇岛国安电力电子技术有限公司,是集新能源、并网、逆变、特种电源、元器件贸易为一体的高技术企业。公司长期提供以下服务和产品:

1)电力电子相关设计咨询;

2)电力电子器件:IGBT、隔离驱动变压器、驱动光耦。长期提供各种IGBT模块、变频器变压器、驱动光耦。具体型号有:IGBT:FP40R12KT3,FP40R12KE3,FP40R12KT4.IGBT: FP50R12KT3,FP50R12KE3,FP50R12KT4.IGBT: FP75R12KT3,FP75R12KE3,FP75R12KT4.IGBT:FF200R12KT3,FF200R12KT3.IGBT: FF300R12KT3,FF300R12KT3.IGBT: FF400R12KT3,FF400R12KT3.EUPE.欧派克.英飞凌.Infineon.富士.FUJI.三菱.MITSUBISHI.IGBT.IPM模块。全线IGBT模块,7单元IGBT模块、IPM模块。高压MOS2SK2225.2SK1317.3N150.变频器专用开关电源变压器、三相UPS开关电源变压器、开关电源电压控制模块板、驱动光耦A3120316JPC929PC925等、电力电子相关的软件模块、设计方案。您只需一个电话,就可以立即解决设计、选型、维修、备件、采购等各种问题。欢迎来电:0335-8508398.QQ:1103466690.公司网站:www.gaelec.com


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发表评论 评论 (4 个评论)

回复 ljf2406 2011-9-8 17:19
回复 zhaodashan 2011-9-10 21:07
文章不够详尽,缺图。仅能范范了解一下
回复 zhaodashan 2011-9-10 21:07
回复 onecrazy 2011-9-11 15:29
不错

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