㈠ igbt驱动电路的要求
对于大功率IGBT,选择驱动电路基于以下的参数要求:器件关断偏置、门极电荷、耐固性和电源情况等。门极电路的正偏压VGE负偏压-VGE和门极电阻RG的大小,对IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dv/dt电流等参数有不同程度的影响。门极驱动条件与器件特性的关系见表1。栅极正电压 的变化对IGBT的开通特性、负载短路能力和dVcE/dt电流有较大影响,而门极负偏压则对关断特性的影响比较大。在门极电路的设计中,还要注意开通特性、负载短路能力和由dVcE/dt 电流引起的误触发等问题(见表1)。
表1 IGBT门极驱动条件与器件特性的关系
由于IGBT的开关特性和安全工作区随着栅极驱动电路的变化而变化,因而驱动电路性能的好坏将直接影响IGBT能否正常工作。为使IGBT能可靠工作。IGBT对其驱动电路提出了以下要求。
1)向IGBT提供适当的正向栅压。并且在IGBT导通后。栅极驱动电路提供给IGBT的驱动电压和电流要有足够的幅度,使IGBT的功率输出级总处于饱和状态。瞬时过载时,栅极驱动电路提供的驱动功率要足以保证IGBT不退出饱和区。IGBT导通后的管压降与所加栅源电压有关,在漏源电流一定的情况下,VGE越高,VDS傩就越低,器件的导通损耗就越小,这有利于充分发挥管子的工作能力。但是, VGE并非越高越好,一般不允许超过20 V,原因是一旦发生过流或短路,栅压越高,则电流幅值越高,IGBT损坏的可能性就越大。通常,综合考虑取+15 V为宜。
2)能向IGBT提供足够的反向栅压。在IGBT关断期间,由于电路中其他部分的工作,会在栅极电路中产生一些高频振荡信号,这些信号轻则会使本该截止的IGBT处于微通状态,增加管子的功耗。重则将使调压电路处于短路直通状态。因此,最好给处于截止状态的IGBT加一反向栅压(幅值一般为5~15 V),使IGBT在栅极出现开关噪声时仍能可靠截止。
3)具有栅极电压限幅电路,保护栅极不被击穿。IGBT栅极极限电压一般为+20 V,驱动信号超出此范围就可能破坏栅极。
4)由于IGBT多用于高压场合。要求有足够的输入、输出电隔离能力。所以驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔离,一般采用高速光耦合隔离或变压器耦合隔离。
5)IGBT的栅极驱动电路应尽可能的简单、实用。应具有IGBT的完整保护功能,很强的抗干扰能力,且输出阻抗应尽可能的低。
㈡ IGBT常用缓冲电路有哪些
1、 缓冲电路的作用与基本类型
电力电子器件的缓冲电路(snubber circuit)又称吸收电路,它是电力电子器件的一种重要的保护电路,不仅用于半控型器件的保护,而且在全控型器件(如GTR、GTO、功率MOSFET和IGBT等)的应用技术中起着重要的作用。
晶闸管开通时,为了防止过大的电流上升率而烧坏器件,往往在主电路中串入一个扼流电感,以限制过大的di/dt,串联电感及其配件组成了开通缓冲电路,或称串联缓冲电路。晶闸管关断时,电源电压突加在管子上,为了抑制瞬时过电压和过大的电压上升率,以防止晶闸管内部流过过大的结电容电流而误触发,需要在晶闸管的两端并联一个RC网络,构成关断缓冲电路,或称并联缓冲电路。
GTR、GTO等全控型自关断器件在实际使用中都必须配用开通和关断缓冲电路;但其作用与晶闸管的缓冲电路有所不同,电路结构也有差别。主要原因是全控型器件的工作频率要比晶闸管高得多,因此开通与关断损耗是影响这种开关器件正常运行的重要因素之一。例如,GTR在动态开关过程中易产生二次击穿的现象,这种现象又与开关损耗直接相关。所以减少全控器件的开关损耗至关重要,缓冲电路的主要作用正是如此,也就是说GTR和功率MOSFET用缓冲电路抑制di/dt和/dt,主要是为了改变器件的开关轨迹,使开关损耗减少,进而使器件可靠地运行。
没有缓冲电路时GTR开关过程中集电极电压uCE和集电极电流iC的波形,开通和关断过程中都存在uCE和iC同时达到最大值的时刻;因此出现了瞬时的最大开关损耗功率Pon和Poff,从而危及器件的安全。所以,应采用开通和关断缓冲电路,抑制开通时的di/dt,降低关断时的/dt,使uCE和iC的最大值不会同时出现。
GTR开关过程中的uCE和iC的轨迹,其中轨迹1和2是没有缓冲电路的情况,开通时uCE由UCC(电源电压)经矩形轨迹降到0,相应地iC由0升到ICM;关断时iC由ICM经矩形轨迹降到0,相应地uCE由0升高到UCC。不但集电极电压和电流的最大值同时出现,而且电压和电流都有超调现象,这种情况下瞬时功耗很大,极易产生局部热点,导致GTR的二次击穿而损坏。加上缓冲电路后,uCE和iC的开通与关断轨迹分别如3和4所示,由可见,其轨迹不再是矩形,避免了两者同时出现最大值的情况,大大降低了开关损耗,并且最大程度地利用于GTR的电气性能。
GTR的开通缓冲电路用来限制导通时的di/dt,以免发生元件的过热点,而且它在GTR逆变器中还起着抑制贯穿短路电流的峰值及其di/dt的作用。GTO的关断缓冲电路不仅为限制GTO关断时再加电压的/dt及过电压,而且对降低GTO的关断损耗,使GTO发挥应有的关断能力,充分发挥它的负荷能力起重要作用。
IGBT的缓冲电路功能更侧重于开关过程中过电压的吸收与抑制,这是由于IGBT的工作频率可以高达30~50kHz;因此很小的电路电感就可能引起颇大的LdiC/dt,从而产生过电压,危及IGBT的安全。PWM逆变器中IGBT在关断和开通中的uCE和iC波形。在iC下降过程中IGBT上出现了过电压,其值为电源电压UCC和LdiC/dt两者的叠加。
为开通时的uCE和iC波形,增长极快的iC出现了过电流尖峰iCP,当iCP回落到稳定值时,过大的电流下降率同样会引起元件上的过电压而须加以吸收。逆变器中IGBT开通时出现尖峰电流,其原因是由于在刚导通的IGBT负载电流上叠加了桥臂中互补管上反并联的续流二极管的反向恢复电流,所以在此二极管恢复阻断前,刚导通的IGBT上形成逆变桥臂的瞬时贯穿短路,使iC出现尖峰,为此需要串入抑流电感,即串联缓冲电路,或放大IGBT的容量。
综上所述,缓冲电路对于工作频率高的自关断器件,通过限压、限流、抑制di/dt和/dt,把开关损耗从器件内部转移到缓冲电路中去,然后再消耗到缓冲电路的电阻上,或者由缓冲电路设法再反馈到电源中去。此缓冲电路可分为两在类,前一种是能耗型缓冲电路,后一种是反馈型缓冲电路。能耗型缓冲电路简单,在电力电子器件的容量不太大,工作频率也不太高的场合下,这种电路应用很广泛。
㈢ igbt驱动电路的概括
IGBT驱动电路是驱动IGBT模块以能让其正常工作,并同时对其进行保护的电路。
㈣ IGBT驱动电路通常有哪些保护
门极过压、短路保护、过流保护、过温保护、Vce过压保护(有源钳位)
㈤ IGBT吸收电路为什么很少用C直接吸收
直接用C吸收,应用于直流正负母线上,即跨接在一个半桥上,若单管IGBT直接用C吸收,会引起半桥短路(电容隔直通交)
㈥ IGBT如何用压敏电阻及其他元件保护,有电路图的给个。
直流母线重新设计 ,用示波器测出杂散电感的大概值,减少母线杂散电感,母线电容容量重新算一下,让IGBT的电流全部从电容里里抽取(避免电网干扰),用示波器测出杂散电感的大概值,有源钳位,门极钳位不少
㈦ IGBT的驱动电路有什么特点
IGBT(Insulated
Gate
Bipolar
Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,
兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
输出特性与转移特性:
IGBT的伏安特性是指以栅极电压VGE为参变量时,集电极电流IC与集电极电压VCE之间的关系曲线。IGBT的伏安特性与BJT的输出特性相似,也可分为饱和区I、放大区II和击穿区III三部分。IGBT作为开关器件稳态时主要工作在饱和导通区。IGBT的转移特性是指集电极输出电流IC与栅极电压之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅极电压VGE小于开启电压VGE(th)时,IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分集电极电流范围内,IC与VGE呈线性关系。
IGBT与MOSFET的对比:
MOSFET全称功率场效应晶体管。它的三个极分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。
主要优点:热稳定性好、安全工作区大。
缺点:击穿电压低,工作电流小。
IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。它的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)。
特点:击穿电压可达1200V,集电极最大饱和电流已超过1500A。由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上,工作频率可达20kHz。
IGBT是Insulated
Gate
Bipolar
Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写,IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件,其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,它融合了这两种器件的优点,既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点,又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点,其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十kHz频率范围内,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOS
截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止。IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件,在它的栅极—发射极间施加十几V的直流电压,只有在uA级的漏电流流过,基本上不消耗功率。
㈧ 对IGBT驱动电路有什么要求
IGBT对驱动电路的要求:
(1)提供适当的正反向电压,使IGBT能可靠地开通和关断。当正偏压增大时IGBT通态压降和开通损耗均下降,但若UGE过大,则负载短路时其IC随UGE增大而增大,对其安全不利,使用中选UGEν15V为好。负偏电压可防止由于关断时浪涌电流过大而使IGBT误导通,一般选UGE=-5V为宜。
(2)IGBT的开关时间应综合考虑。快速开通和关断有利于提高工作频率,减小开关损耗。但在大电感负载下,IGBT的开频率不宜过大,因为高速开断和关断会产生很高的尖峰电压,及有可能造成IGBT自身或其他元件击穿。
(3)IGBT开通后,驱动电路应提供足够的电压、电流幅值,使IGBT在正常工作及过载情况下不致退出饱和而损坏。
(4)IGBT驱动电路中的电阻RG对工作性能有较大的影响,RG较大,有利于抑制IGBT的电流上升率及电压上升率,但会增加IGBT的开关时间和开关损耗;RG较小,会引起电流上升率增大,使IGBT误导通或损坏。RG的具体数据与驱动电路的结构及IGBT的容量有关,一般在几欧~几十欧,小容量的IGBT其RG值较大。
(5)驱动电路应具有较强的抗干扰能力及对IG2BT的保护功能。IGBT的控制、 驱动及保护电路等应与其高速开关特性相匹配,另外,在未采取适当的防静电措施情况下,G—E断不能开路。
㈨ IGBT 中阻容吸收回路到底是怎样的工作原理,实现了什么样的保护功能,望详细说明下,
就是利用电容器两端电压不能突变的原理,吸收瞬间过电压,实现过压保护。
㈩ 电磁炉IGBT管除了339保护电路外,还有其他保护方法吗
现算完善一些的保护电路方案是驱动模块,也就是LM339、8550、8050都不要了,驱动模块直推IGBT管,但现在有很多生产电磁炉电路板的厂家都为了多赚几个钱,IGBT管普遍都用水货或用拆机件,这样利润大家可想而知,更谈不上给你用驱动模块。