⑴ 求一个IGBT的驱动电路 用51单片机控制IGBT的开启与关断 求电路图
单片机控制大功率器件电路隔离这一块比较重要
我推荐你使用网络搜索“IGBT驱动回电路”看看网上常用的答做法,神州直接使用DC-DC模块隔离。
这种电路自己去做一般都是比较麻烦的。如果可以的话,我推荐淘宝购一个单片机驱动IGBT的模块或者对应的芯片。
⑵ igbt驱动电路的种类
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在今天的电力电子领域中已经得到广泛的应用,在实际使用中除IGBT自身外,IGBT 驱动器的作用对整个换流系统来说同样至关重要。驱动器的选择及输出功率的计算决定了换流系统的可靠性。驱动器功率不足或选择错误可能会直接导致 IGBT 和驱动器损坏。以下总结了一些关于IGBT驱动器输出性能的计算方法以供选型时参考。
IGBT 的开关特性主要取决于IGBT的门极电荷及内部和外部的电阻。图1是IGBT 门极电容分布示意图,其中CGE 是栅极-发射极电容、CCE 是集电极-发射极电容、CGC 是栅极-集电极电容或称米勒电容(Miller Capacitor)。门极输入电容Cies 由CGE 和CGC 来表示,它是计算IGBT 驱动器电路所需输出功率的关键参数。该电容几乎不受温度影响,但与IGBT集电极-发射极电压VCE 的电压有密切联系。在IGBT数据手册中给出的电容Cies 的值,在实际电路应用中不是一个特别有用的参数,因为它是通过电桥测得的,在测量电路中,加在集电极上C 的电压一般只有25V(有些厂家为10V),在这种测量条件下,所测得的结电容要比VCE=600V 时要大一些(如图2)。由于门极的测量电压太低(VGE=0V )而不是门极的门槛电压,在实际开关中存在的米勒效应(Miller 效应)在测量中也没有被包括在内,在实际使用中的门极电容Cin值要比IGBT 数据手册中给出的电容Cies 值大很多。因此,在IGBT数据手册中给出的电容Cies值在实际应用中仅仅只能作为一个参考值使用。
确定IGBT 的门极电荷
对于设计一个驱动器来说,最重要的参数是门极电荷QG(门极电压差时的IGBT 门极总电荷),如果在IGBT 数据手册中能够找到这个参数,那么我们就可以运用公式计算出:门极驱动能量 E = QG · UGE = QG · [ VG(on) - VG(off) ]
门极驱动功率 PG = E · fSW = QG · [ VG(on) - VG(off) ] · fSW
驱动器总功率 P = PG + PS(驱动器的功耗)
平均输出电流 IoutAV = PG / ΔUGE = QG · fSW
最高开关频率 fSW max. = IoutAV(mA) / QG(μC)
峰值电流IG MAX = ΔUGE / RG min = [ VG(on) - VG(off) ] / RG min
其中的 RG min = RG extern + RG intern
fsw max. : 最高开关频率IoutAV :单路的平均电流QG : 门极电压差时的 IGBT门极总电荷RG extern : IGBT 外部的门极电阻RG intern : IGBT 芯片内部的门极电阻但是实际上在很多情况下,数据手册中这个门极电荷参数没有给出,门极电压在上升过程中的充电过程也没有描述。这时候最好是按照 IEC 60747-9-2001 - Semiconctor devices -
Discrete devices - Part 9: Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs)
所给出的测试方法测量出开通能量E,然后再计算出QG。
E = ∫IG · ΔUGE · dt= QG · ΔUGE
这种方法虽然准确但太繁琐,一般情况下我们可以简单地利用IGBT数据手
册中所给出的输入电容Cies值近似地估算出门极电荷:
如果IGBT数据表给出的Cies的条件为VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz,那么可以近似的认为Cin=4.5Cies,
门极电荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 4.5 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 4.5
Cies : IGBT的输入电容(Cies 可从IGBT 手册中找到)
如果IGBT数据表给出的Cies的条件为VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz,那么可以近似的认为Cin=2.2Cies,
门极电荷 QG ≈ ΔUGE · Cies · 2.2 = [ VG(on) - VG(off) ] · Cies · 2.2
Cies : IGBT的输入电容(Cies 可从IGBT 手册中找到)
如果IGBT数据手册中已经给出了正象限的门极电荷曲线,那么只用Cies 近似计算负象限的门极电荷会更接近实际值:
门极电荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE · Cies · 4.5 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] · Cies · 4.5
-- 适用于Cies 的测试条件为 VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT
门极电荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE · Cies · 2.2 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] · Cies · 2.2
-- 适用于Cies 的测试条件为 VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT
当为各个应用选择IGBT驱动器时,必须考虑下列细节:
· 驱动器必须能够提供所需的门极平均电流IoutAV 及门极驱动功率PG。驱动器的最大平均输出电流必须大于计算值。
· 驱动器的输出峰值电流IoutPEAK 必须大于等于计算得到的最大峰值电流。
· 驱动器的最大输出门极电容量必须能够提供所需的门极电荷以对IGBT 的门极充放电。在POWER-SEM 驱动器的数据表中,给出了每脉冲的最大输出电荷,该值在选择驱动器时必须要考虑。
另外在IGBT驱动器选择中还应该注意的参数包括绝缘电压Visol IO 和dv/dt 能力。
⑶ IGBT驱动电路分析
只要VCC和VEE的电压正确就不用担心A314J的VO端子输出电压不足(但事实上这个电路中VEE电压是版0V)。C18 C19 是VCC和VEE的储能电权容,D3 D4 是限制输出电压不高于VCC和不低于VEE的,R16 是驱动导通Q6 的限流电阻(阻值是根据IGBT的GE结电容大小和盲区时间来设定的),D7 是为了能迅速防掉IGBT的GE结电容中的电荷强制控制IGBT快速关断。C22 R20是用来抑制关断速度过快使IGBT内部寄生电感释放出极高的尖峰电压的。
⑷ 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。
⑸ 谁明白这个互补推挽式IGBT驱动电路原理。
IGBT没有P沟道,准互补做不出来,要做指能做准互补,我看了IGBT的伏安特性,IGBT管有放大区,说明可以做功放,但由于没有P沟道配对,只能做变压器推挽电路,或是甲类电路
⑹ IGBT驱动电路如何和IGBT实物进行接线
安装步骤:
(6)igbt驱动电路扩展阅读:
gbt接线注意事项:
1、栅极与任何导电区要绝缘,以免产生静电而击穿,IGBT在包装时将G极和E极之问有导电泡沫塑料,将它短接。装配时切不可用手指直接接触G极,直到 G极管脚进行永久性连接后,方可将G极和E极之间的短接线拆除。
2、在大功率的逆变器中,不仅上桥臂的开关管要采用各自独立的隔离电源,下桥臂的开关管也要采用各自独立的隔离电源,以避免回路噪声,各路隔离电源要达到一定的绝缘等级要求。
3、在连接IGBT 电极端子时,主端子电极间不能有张力和压力作用,连接线(条)必须满足应用,以免电极端子发热在模块上产生过热。控制信号线和驱动电源线要离远些,尽量垂直,不要平行放置。
4、光耦合器输出与IGBT输入之间在PCB上的走线应尽量短,最好不要超过3cm。
5、驱动信号隔离要用高共模抑制比( CMR)的高速光耦合器,要求 tp《0.8μs,CMR》l0kV/μs,如6N137,TCP250 等。
6、IGBT模块驱动端子上的黑色套管是防静电导电管,用接插件引线时,取下套管应立即插上引线;或采用焊接引线时先焊接再剪断套管。
⑺ IGBT驱动电路分析
只要VCC和VEE的电压正确就不用担心A314J的VO端子输出电压不足(但事实上这个电回路中VEE电压是0V)。答C18
C19
是VCC和VEE的储能电容,D3
D4
是限制输出电压不高于VCC和不低于VEE的,R16
是驱动导通Q6
的限流电阻(阻值是根据IGBT的GE结电容大小和盲区时间来设定的),D7
是为了能迅速防掉IGBT的GE结电容中的电荷强制控制IGBT快速关断。C22
R20是用来抑制关断速度过快使IGBT内部寄生电感释放出极高的尖峰电压的。
⑻ 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。
⑼ IGBT驱动电路如何和IGBT实物进行接线
IGBT我记得好像不大清楚了,以下仅供参考:你这个实物IGBT实际上是集成了两个IGBT了,可以版理解权为两个IGBT串联起来了,所以有两个驱动接口,驱动电路驱动的实际上是IGBT的G和E,至于那个C极在三个大电极取一个,C极连接的其实是过电流保护。具体要看IGBT的使用说明书,上面有数字序号标注和电路图
⑽ 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。