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igbt驱动电路,igbt驱动电路图,igbt驱动电路的选择

 王利刚QWE 2011-07-23

igbt驱动电路,igbt驱动电路图,igbt驱动电路的选择

上网时间 : 2011-05-04

igbt驱动电路,igbt驱动电路图,igbt驱动电路的选择

igbt驱动电路

igbt(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和 MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。


下图所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区( Subchannel region )。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区( Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。
igbt的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP 晶体管提供基极电流,使IGBT 导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时,也具有低的通态电压。

igbt驱动电路图
igbt驱动电路图
igbt驱动电路图一

igbt驱动电路图
igbt驱动电路图二



igbt驱动电路图
igbt驱动电路图三

igbt驱动电路的选择


绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在今天的电力电子领域中已经得到广泛的应用,在实际使用中除IGBT自身外,IGBT 驱动器的作用对整个换流系统来说同样至关重要。驱动器的选择及输出功率的计算决定了换流系统的可靠性。驱动器功率不足或选择错误可能会直接导致 IGBT 和驱动器损坏。以下总结了一些关于IGBT驱动器输出性能的计算方法以供选型时参考。
IGBT 的开关特性主要取决于IGBT的门极电荷及内部和外部的电阻。图1是IGBT 门极电容分布示意图,其中CGE 是栅极-发射极电容、CCE 是集电极-发射极电容、CGC 是栅极-集电极电容或称米勒电容(Miller Capacitor)。门极输入电容Cies 由CGE 和CGC 来表示,它是计算IGBT 驱动器电路所需输出功率的关键参数。该电容几乎不受温度影响,但与IGBT集电极-发射极电压VCE 的电压有密切联系。在IGBT数据手册中给出的电容Cies 的值,在实际电路应用中不是一个特别有用的参数,因为它是通过电桥测得的,在测量电路中,加在集电极上C 的电压一般只有25V(有些厂家为10V),在这种测量条件下,所测得的结电容要比VCE=600V 时要大一些(如图2)。由于门极的测量电压太低(VGE=0V )而不是门极的门槛电压,在实际开关中存在的米勒效应(Miller 效应)在测量中也没有被包括在内,在实际使用中的门极电容Cin值要比IGBT 数据手册中给出的电容Cies 值大很多。因此,在IGBT数据手册中给出的电容Cies值在实际应用中仅仅只能作为一个参考值使用。

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