IGBT驱动电路的设计和优化

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：图2-3 IGBT伏安特性曲线图2-4 直接驱动IGBT电路IGBT驱动方式有隔离式和直接式两种。图2-4所示的VT2、VT3组成推挽式前置放大器，R8、C2组成微分电路，加速IGBT的关断和导通，提高开关速度，降低驱动损耗。Ig2的大小由电容容抗和电路阻抗及IGBT的特性来决定。好的栅极触发波形，不但是保护好IGBT，使之延长管子的使用寿命，更重要的降低电路电能损耗，提高电源效率。

图2-3 IGBT伏安特性曲线

图2-4 直接驱动IGBT电路

IGBT驱动方式有隔离式和直接式两种。直接式是驱动电路直接与主电源电路连接。图2-4所示的VT₂、VT₃组成推挽式前置放大器，R₈、C₂组成微分电路，加速IGBT（VT₄）的关断和导通，提高开关速度，降低驱动损耗。图2-4所示为浮动开关晶体管隔离式驱动电路。它的工作过程是这样的：当变压器TR的二次侧出现正脉冲电压V_g时，这时栅极驱动电流I_g1流进驱动IGBT（VT₂）的栅极，使之导通，电阻R₁将流入IGBT的电流限制在额定范围内，集电极电流I_d迅速地给电容C₂充电，充电电压为

V_c=V_g-V_ge-V_d式中，V_g是变压器二次电压，也称驱动电压；V_ge为IGBT的栅极-发射极的饱和电压；V_d是二极管的正向偏置电压，一般为0.7V。

如果变压器的二次电压为零时，则电容器C₂使VT₂的栅极经电阻R₁、L₂处于正向偏压，使VT₂导通，这时把VT₁的栅极接到负电位，因而栅极电流I_g2得到提高，如图2-5所示。I_g2的大小由电容容抗和电路阻抗及IGBT（VT₁、VT₂）的特性来决定。凡是IGBT电路，不管哪种驱动方式，栅极的驱动电流波形极为重要，什么波形为最好呢？好的栅极触发波形，不但是保护好IGBT，使之延长管子的使用寿命，更重要的降低电路电能损耗，提高电源效率。

图2-5 隔离式阻容驱动IGBT电路

IGBT输入栅极的脉冲信号，希望是矩形波，跟晶体管基极输入波形一样并且要求上升沿竖直，下降沿陡峭，要求存储时间t_s越短越好。

IGBT驱动电路的设计和优化

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