IGBT参数选择
主要是门级电压和门级电阻的选择
1 IGBT参数门级电压的选择
IGBT参数门级电压与IGBT参数短路耐量以及与集射极间电压之间关系非常密切.如果门级电压过低,通态电压增大,静态损耗要增加.如果门级电压过高,负载短路与故障时短路电流要增大,短路耐量随之降低.选定门级电压时,要考虑门级电压的最大极限与集电极电流的使用范围,还要考虑门级电路与器件参数的分散性.因此,电压选为15V较佳.另外,对于小容量的变换器中的IGBT不加负偏压也能正常工作,可是对于中大容量的变换器,为了保证IGBT可靠关断,加一定量的负偏压,不仅可以防止
IGBT关断瞬间因 dv/dt过高造成的误开通 ,提高被驱动 IGBT抗干扰能力,还可以减少集电极浪涌电流,降低损耗
2 IGBT参数门级电阻RG的选择
门级驱动电路的阻抗,包括门级驱动电路的内阻抗和门级电阻两个部分.它们影响着驱动波形的上升、下降速率.在高频应用时
,驱动电压的上升、下降速率应快一些,以提高IGBT的开关速率并降低开关损耗.在运行频率较低时,开关损耗所占比例较小,驱动电压的上升、下降速率可以减慢些.在正常状态下IGBT开通越快,开通损耗也越小.但在开通过程中如有正在续流二极管的反向恢复电流和吸收电容器的放电电流,则开通越快,IGBT承受的峰值电流也就越大,甚至急剧上升导致IGBT或续流二极管损坏.此时应降低门级驱动脉冲的上升速率,即增加门级电阻的阻值,抑制该电流的峰值.其代价是要付出较大的开通损耗.
当门级电阻RG增加时,IGBT的开通与关断时间增加,进而使每脉冲开通能耗和关断能损也增加.当门级电阻RG减小时,IGBT的电流上升率di/dt增大,这也会引起IGBT的误导通,同时门级电阻RG上的损耗也增加.根据上述两种情况,RG的选择原则是,在开关损耗不太大的情况下,应选用较大的门级电阻RG.
门级电阻的阻值对于驱动脉冲的波形也有较大的影响,电阻值过小时会造成驱动脉冲振荡,过大时驱动波形的前后沿会发生延迟和变缓.IGBT的输入电容CGE随着其额定电流容量的增加而增大.为了保持相同的驱动脉冲前后沿速率
,对于电流容量较大的IGBT元件,应提供较大的前后沿充电电流.为此,门级电阻的电阻值应随着IGBT电流容量的增加而减小.IGBT门级电阻通常采用表1所列的数值
.表中高频一般为大于 15KHZ的工作频率,低频为小于 5KHZ的工作频率.
IGBT接线较长时易产生振荡,因此IGBT参数门级电阻Rg的接入尽量靠近IGBT.门级引线一般采用绞合线.另外,IGBT是压控器件,当集射极加有高电压时,很容易受外界干扰使门级间电压超过一定值引起器件误导通,甚至导致直通现象发生.为此,采用如下三种措施加以改善IGBT参数门级电阻:
(1)减小元件接入的电容.
(2)在门-射极间并联两只反串联的稳压二极管,把浪涌电压限制在30V以下.
(3)在门-射极间并接一电阻Rge,Rge一般取值在1000~5000Rg之间,而且将它并联在门射极最近处.
RG的选择我不会这么选的,不同牌子的IGBT选用的RG值不同.
一般我是按使用手册推荐的RG值.
不同的牌子或是同一个牌子,电流电压等级一样,而不同型号其RG值不同.
例如:
富士: 2MBI75F-120 RG=9.1Ω.
2MBI75L-120 RG=16Ω.
欧派克:FF75R12KS4 RG=7.5Ω.
西门子:BSM75GB120DN2 RG=15Ω.
三菱:
CM75DU-12H RG=8.3Ω.
同样是75A1200V的IGBT,型号不同,RG值不同.
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