原创 理想IGBT驱动电路的基本性能

IGBT器件的发射极和栅极之间是绝缘的二氧化硅结构，直流电不能通过，因而低频的静态驱动功率接近于零。但是栅极和发射极之间构成了一个栅极电容Cgs，因而在高频率的交替开通和关断时需要一定的动态驱动功率。小功率IGBI管的CGS一般在10-1OOpF之间，对于大功率的绝缘栅功率器件由于栅饭电容CGS较大（1-1OOnF甚至更大），因而需要较大的动态驱动功率。更由于漏极到栅极的密勒电容CCG，栅极驱动功率是不可忽视的。文章来源：http://www.igbt8.com/
    IGBT删极电压可由不同的驱动电路产生，栅极驱动电路设计的优劣直接关系到由IGBT构成的系统长期运行的可靠性。正向栅极电压的值应该足够令1GBT产生完全饱和，并使通态损耗减至最小，同时也应限制短路电流和它所带来功率应力。当栅极电压为零时，IGBT处于断态。但是，为了保证IGBT在集电极-发射极电压上出现du/dt噪声时仍保持关断，必须在栅极上施加一个反向关断偏压，采用反向偏压还减少了关断损耗，所以设计合理的IGBT驱动电路显得尤为重要。理想的驱动电路应具有以下基本性能。
    1 要求驱动电路为IGBT提供一定幅值的正反向栅极电压UGE。理论上UGE>UGE(th)时,IGBT即可开通；当UGE太大时，可能引起栅极电压振荡，损坏栅极。正向UGE越大，IGBT器件的UCES越小，越有利于降低器件的通态损耗，但也会使IGBT承受短路电流的时间变短，并使续流二极管反向恢复过电压增大。因此正偏压要适当，-般不UGE超过+20V。关断IGBT时，必须为IGBT器件提供-5---15V的反向UGE，以便尽快抽取IGBT器件内部的存储电荷，缩短关断时间，提高IGBT的耐压和抗干扰能力。采用反偏压可减少关断损耗，提高IGBT工作的可靠性。
  2 要求驱动电路具有隔离的输入、输出信号功能，同时要求在驱动电路内部信号传输无延时或延时很短。
  3 要求在栅极回路中必须串联合适的栅极电阻RG，用以控制UGE的前后沿陡度，进而控制IGBT器件的开关损耗，RG增大，UGE前后沿变缓，IGBT开关过程延长，开关损耗增加；RG减小，UGE前后沿变陡，IGBT器件的开关损耗降低，同时集电极电流变化率增大。较小的栅极电阻使得IGBT开通时的di/dt变大，会导致较高的du/dt，增加了续流二极管恢复时的浪涌电压。因此，在设计栅极电阻时要兼顾到这两个方面的问题。因此，RG的选择应根据IGBT的电流容量、额定电压及开关频率来进行，一般取几欧姆到几十欧姆。
  ④驱动电路位具有过压保护和du/dt保护能力。当发生短路或过流故障时，理想的驱动电路还应该具备完善的短路保护功能。

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