2SD315A在驅(qū)動大功率IGBT中的應用
摘要: 討論了IGBT的驅(qū)動要求,并從結(jié)構(gòu)特點到使用注意事項及應用實例等方面介紹了用于大功率IGBT驅(qū)動電路中的2SD315A模塊。
關(guān)鍵詞: IGBT驅(qū)動;2SD315A
引言
IGBT常用的驅(qū)動模塊有TLP250,以及EXB841/840系列的驅(qū)動模塊。但在燃料電池城市客車DC/DC變換器的研制過程中發(fā)現(xiàn),由于車載DC/DC變換器常常工作在大功率或超大功率的狀態(tài)中,而處在這種狀態(tài)下的IGBT瞬時驅(qū)動電流大,要求可靠性要高,使得傳統(tǒng)的驅(qū)動電路已經(jīng)不能滿足其使用要求,經(jīng)過研究分析,選用瑞士CONCEPT公司生產(chǎn)的用于驅(qū)動和保護IGBT或功率MOSFET的專用集成驅(qū)動模塊2SD315A作為大功率IGBT(800A/1200V)的驅(qū)動器件,該驅(qū)動器集成了智能驅(qū)動、自檢、狀態(tài)反饋、DC/DC電源及控制部分與功率部分完全隔離等功能于一體。經(jīng)過車載90kW DC/DC變換器實際道路工況運行實驗表明,效果良好。
IGBT的驅(qū)動要求
IGBT的驅(qū)動要求與其靜態(tài)和動態(tài)特性密切相關(guān),即柵極的正偏壓、負偏壓和柵極電阻的大小,對IGBT的通態(tài)電壓、開關(guān)時間、開關(guān)損耗、承受短路能力、開關(guān)管C、E極間電壓的變換率等都有不同程度的影響。其開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道,給PNP晶體管提供基極電流,使IGBT導通。反之,加反向柵極電壓消除溝道,流過反向基極電流,使IGBT關(guān)斷。根據(jù)這樣的特性,針對它的驅(qū)動電路應該滿足:
IGBT是電壓型驅(qū)動,具有2.5~5V的閾值電壓,有一個容性輸入阻抗,因此,IGBT對柵極電荷非常敏感,需要有一條低阻抗值的放電回路,即驅(qū)動電路與IGBT的連線要盡量短。
用內(nèi)阻小的驅(qū)動源對柵極電容充放電,以保證柵極控制電壓Vge有足夠陡的前后沿,使IGBT的開關(guān)損耗盡量小。另外,IGBT開通后,柵極驅(qū)動源應能夠提供足夠的功率使IGBT處于飽和狀態(tài),否則IGBT容易遭到損壞。
當驅(qū)動電平+Vge增大時,IGBT通態(tài)壓降和開關(guān)損耗均下降,但負載短路時的Ic增大,IGBT能承受短路電流的時間減小,對其安全不利。
在關(guān)斷過程中,為盡快抽取PNP管的存儲電荷,須施加一負偏Vge,但它受IGBT的G、E間最大反向耐壓限制。
IGBT的柵極驅(qū)動電路應簡單實用,最好自身帶有對IGBT的保護功能,有較強的抗干擾能力。
由于IGBT在電力電子設(shè)備中多用于高壓場合,故驅(qū)動電路與控制電路在電位上應嚴格隔離。
2SD315A驅(qū)動模塊
2SD315A模塊能夠驅(qū)動1200A/1200V的IGBT,DC的開關(guān)頻率高于100kHz,可通過
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