IGBT強(qiáng)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)等效電路如圖6所示。其中,Lm為變壓器次邊的勵(lì)磁電感;Z1為穩(wěn)壓管(其反向相當(dāng)于一個(gè)二極管,所以圖中就用一個(gè)二極管來(lái)代替);Rg為驅(qū)動(dòng)電阻,Cgs為IGBT的柵極和源極之間電容;R1為線路等效電阻。由等效電路可知:
R1實(shí)際值很小,可以忽略。穩(wěn)壓二極管并聯(lián)在D1,C1兩端,它的電壓是D1和C1兩端電壓之和。穩(wěn)壓二極管是隨電流大小自動(dòng)調(diào)整的“可變”電阻。通過(guò)改變電阻來(lái)控制上升沿和下降沿的速率,從而達(dá)到控制過(guò)沖尖峰的大小。實(shí)測(cè)Rg與驅(qū)動(dòng)變壓器次邊反向波形如圖7所示。Rg上電壓波形即為勵(lì)磁電感上流過(guò)的電流波形。正脈沖下降沿的過(guò)沖尖峰由勵(lì)磁電感造成的:
由式(2)可以看出,在相同電流變化率情況下,勵(lì)磁電感越小,勵(lì)磁電感上的電壓尖峰也越小,相應(yīng)的IGBT G-S之間電壓尖峰也越??;同時(shí)減小勵(lì)磁電感還可以減小漏感,但是勵(lì)磁電感減小會(huì)造成脈沖平頂?shù)男甭始哟?,所以要綜合考慮各種情況。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)上面改進(jìn)電路的詳細(xì)分析知道,威脅開(kāi)關(guān)管安全的驅(qū)動(dòng)脈沖過(guò)沖尖峰主要是由勵(lì)磁電感決定的,因此盡可能減小勵(lì)磁電感是減小過(guò)沖尖峰的最直接方法,同時(shí)還與穩(wěn)壓管的性能有很大關(guān)系。脈沖前沿上升率主要由加速電容決定,電容過(guò)小,會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)脈沖前沿過(guò)緩,過(guò)大會(huì)有尖峰,所以要取合適的加速電容。電容的大小一般通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。這個(gè)電容大小的選擇既要考慮使脈沖上升沿較陡,又不出現(xiàn)尖峰。
此驅(qū)動(dòng)電路已在中頻脈沖滲碳電源中應(yīng)用,配合器件過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路,能較好地滿足200 A/1 200 VIGBT模塊的驅(qū)動(dòng)要求。同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)大功率的MOSFET等場(chǎng)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管都有很好的借鑒作用。
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評(píng)論