IGBT掃盲文，IGBT基礎(chǔ)與運用知識學習

　　我覺得這種做法的最大的問題是把整個Tsw全部作為充放電的時間，對此還是略有些疑惑的。

　　說說我個人的看法，對這個問題，定量的去計算得到整個時間非常困難，其實就是仿真也是通過數(shù)字建模之后進行實時計算的結(jié)果，這個模型與實際的條件進行對比也可能有很大的差距。

　　因此如果有人要核算整個柵極控制時序和時間，利用電容充電的辦法大致給出一個很粗略的結(jié)果是可以的，如果要精確的，算不出來。

　　對于門級電阻來說，每次開關(guān)都屬于瞬態(tài)功耗，可以使用以前介紹過的電阻的瞬態(tài)功率進行驗算吧。

　　電阻抗脈沖能力

　　我們選電阻的大小是為了提供足夠的電流，也是為了足夠自身散熱情況。

　　前級的三極管，這個三極管的速度要非常快，否則如果進入飽和的時間不夠短，在充電的時候?qū)⒖赡苡秀Q制作用，因此我對于這個電路的看法是一定要做測試。空載的和帶負載的，可能情況有很大的差異。

　　柵極驅(qū)動的改進歷程和辦法(針對米勒平臺關(guān)斷特性)

　　前面都講了一些計算的東西，這次總結(jié)一些設(shè)計法則。

　　柵極電阻：其目的是改善控制脈沖上升沿和下降沿的斜率，并且防止寄生電感與電容振蕩，限制IGBT集電極電壓的尖脈沖值。

　　柵極電阻值小——充放電較快，能減小開關(guān)時間和開關(guān)損耗，增強工作的耐固性，避免帶來因dv/dt的誤導(dǎo)通。缺點是電路中存在雜散電感在IGBT上產(chǎn)生大的電壓尖峰，使得柵極承受噪聲能力小，易產(chǎn)生寄生振蕩。

　　柵極電阻值大——充放電較慢，開關(guān)時間和開關(guān)損耗增大。

　　一般的：開通電壓15V±10%的正柵極電壓，可產(chǎn)生完全飽和，而且開關(guān)損耗最小，當<12V時通態(tài)損耗加大，>20V時難以實現(xiàn)過流及短路保護。關(guān)斷偏壓-5到-15V目的是出現(xiàn)噪聲仍可有效關(guān)斷，并可減小關(guān)斷損耗最佳值約為-8～10V。

　　柵極參數(shù)對電路的影響

　　IGBT 內(nèi)部的續(xù)流二極管的開關(guān)特性也受柵極電阻的影響，并也會限制我們選取柵極阻抗的最小值。IGBT的導(dǎo)通開關(guān)速度實質(zhì)上只能與所用續(xù)流二極管反向恢復(fù)特性相 兼容的水平。柵極電阻的減小不僅增大了IGBT的過電壓應(yīng)力，而且由于IGBT模塊中di/dt的增大，也增大了續(xù)流二極管的過壓極限。

　　柵極電阻與關(guān)斷變化圖

　　柵極驅(qū)動的印刷電路板布線需要非常注意，核心問題是降低寄生電感，對防止?jié)撛诘恼袷?，柵極電壓上升速率，噪音損耗的降低，降低柵極電壓的需求或減小柵極保護電路的效率有較大的影響。

　　措施

　　因此將驅(qū)動至柵極的引線加粗，將之間的寄生電感減至最低?？刂瓢迮c柵極驅(qū)動電路需要防止功率電路和控制電路之間的電感耦合。

　　當控制板和IGBT控制端子不能直接連接時，考慮用雙股絞線(2轉(zhuǎn)/CM小于3CM長)或帶狀線，同軸線進行連接。

　　柵極保護

　　為了保險起見，可采用TVS等柵極箝位保護電路，考慮放置于靠近IGBT模塊的柵極和發(fā)射極控制端子附近。

　　耦合干擾與噪聲

　　IGBT的開關(guān)會使用相互電位改變，PCB板的連線之間彼此不宜太近，過高的dv/dt會由寄生電容產(chǎn)生耦合噪聲。要減少器件之間的寄生電容，避免產(chǎn)生耦合噪聲。

　　由于IGBT等功率器件都存在一定的結(jié)電容，所以會造成器件導(dǎo)通關(guān)斷的延遲現(xiàn)象。雖然我們盡量考慮去降低該影響(提高控制極驅(qū)動電壓電流，設(shè)置結(jié)電容釋放 回路等)。但是為了防止關(guān)斷延遲效應(yīng)造成上下橋臂直通，因為一個橋臂未完全關(guān)斷，而另一橋臂又處于導(dǎo)通狀態(tài)，直通炸模塊后后果非常嚴重(最好的結(jié)果是過 熱)。

　　死區(qū)時間(空載時間)設(shè)置

　　在控制中，人為加入上下橋臂同時關(guān)斷時間，以保證驅(qū)動的安全性。死區(qū)時間大，模塊工作更加可靠，但會帶來輸出波形的失真及降低輸出效率。死區(qū)時間小，輸出波形要好一些，只是會降低可靠性，一般為us級，典型數(shù)值在3us以上。

　　在應(yīng)用中，特別要注意環(huán)境溫度對toff的影響很大，使得toff延長，并且柵極電阻的加入也是的關(guān)斷時間受一定的影響，因此需要進行調(diào)整。

　　IGBT柵極引起的問題列表(紅色部分圈注的)：