igbt凭借出色的高电压大电流特点,在电力电子领域中应用越来越广泛,作为绝缘栅控制的少子器件,其驱动电路的设计关乎着igbt能否可靠运行,故驱动电阻rg的选型的重要性对于igbt应用来说就至关重要;但rg的选型是一个十分复杂的工作,简单来说减小rg 会让导通和关断时间缩短且开关损耗也会相应的减小,但引发的门极振荡和高速的di/dt与dv/dt 可能会对系统带来负面的影响。同样的增加rg,虽然可以避免上述的一些问题,但除了会增加开关的延迟外,对系统保护与igbt 自身的保护以及散热设计也会产生程度不一的影响。
选型分析
因为电路中必然存在杂散电感,所以减小rg 时必须考虑di/dt 所产生的影响,过高的di/dt 除了会在igbt 关断时产生过大的峰值电压以致于产存在过压击穿的风险外,在开通时也容易造成二极管反向恢复电流过大及igbt内部的闩锁(latch-up)进而导致失效。同时过高的dv/dt 与di/dt 也会引发更高的共模与差模噪声,导致驱动电路甚至其它器件的误动作。当增大rg时必须考虑关断延时与门极电压抬升的影响,关断时间延长而造成死区的设置不足,除了会增大上下管直通的可能性,在igbt上下管开关断的过程中,产生的飘移电流会通过门极电阻,所以会给关断状态下的igbt 提供了更高的误导通的风险。给予足够的负压值作关断以防止误导通是最常见的作法,但是过大的负压除了进一步增加开通的延迟外,同时也也会加快igbt 关断的速度,增加过压击穿的风险。门极电阻也决定了短路承受电流的时间与门极电压的抬升的高度,过小的rg 会缩短igbt 短路电流可以承受的时间,造成保护不及。但过大的rg 也会促使短路电流的进一步增加,同样可能会导致igbt的闩锁或瞬间过温进而失效。另外rg 也影响了igbt 切换的损耗,进而会影响模块稳态操作时内部温度升高降低异常操作的余量
选型建议
设置栅极电阻时,会涉及到很多实际问题,故此处给出了涉及栅电阻时的注意事项:
a) 栅电阻尽量靠近igbt减小引线长度;
b) 驱动的栅射极引线绞合,并且不要用过粗的线;
c) 线路板上的 2 根驱动线的距离尽量靠近并平行差分走线;
d) 栅极电阻尽量使用无感电阻;
e) 如果是有感电阻,可以用几个并联以减小电感。
f) 栅极电阻应尽量靠近igbt栅极
设置栅极电阻时,对其功率建议如下:
p turn on = f × qg × +vge + cies × (−vge)
p(turn on) = p(turn off )
p(driving) = p(turn on) + p(turn off )
= f × qg × +vge + cies × −vge
选用门极电阻的功率等极必须大于计算总功耗的2 倍以上。
p(turn on):开通时损耗在rg 的功耗;
p(turn off):关断时损耗在rg 的功耗;
p(driving) : 损耗在rg 的总功耗;
+vge:正向偏置电源电压;
-vge:反向偏置电源电压;
f:开关频率;
qg:从0v 到+vge 为止的充电电荷量;
cies:igbt 输入电容;
驱动电阻rg变化影响特性关系
在特定驱动情况下,栅极电阻变化与igbt参数特性变化如下表1所示。
表1:栅极电阻与igbt特征参数关系表
君芯igbt单管及模块rg选型推荐表
表2:igbt单管rg选型推荐表
表3:igbt模块rg选型推荐表
总结:
栅极电阻rg的选型是一个关乎系统稳定性的工作,通常是由工程师根据实际的性能要求调整而定,但通过君芯的选型建议,可以加快该工作的进度,确保客户能够较快应用君芯产品。
芯驰科技加入湖北省车规级芯片产业技术创新联合体
程序员怎样转行大数据工程师
在GX works2中编辑顺序功能图
CAM350使用技巧问答全集
万马齐喑,“果链”无冬
对于加快工作进度,君芯IGBT栅极电阻Rg的选型
CSR与卓然公司合并 奠定无线互联等领域的全球领先厂商地位
一种边缘引导的显著性目标检测网络EGNet
DC-DC中同步整流和异步整流的区别
电容具体称呼与计算公式的详细讲解
为了收购东芝闪存 西部数据先找苹果谈话了
微软在GitHub开源深度学习工具包
基于python的漏洞扫描器
村田依托创新技术 直指可穿戴市场
PCBA无焊压入式连接技术的关键因素于材料选择
我国运营商的5G承载网络规模组网方案还面临着挑战
小米有品上架一款IDMIX多功能旅行充 电源适配器/移动电源/无线充三合一
VR技术为越来越多的行业应用开拓了新市场
玉米赤霉烯酮分析仪的功能及参数
珠海方正PCB F7新工厂正密锣紧鼓地建设中,场面热火朝天