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(多图) “单正向”栅驱动IGBT简化驱动电路

2010年06月11日 ?? 收藏0

  dV/dt感生电流的减小清楚说明单正向栅驱动设计的优胜之处。但在这个测试中,Co-Pack二极管电流的影响并没有完全计算在内。为了只显示出IGBT对整体电流的影响,我们只利用相同的分立式反并联二极管再重复测试,如图9中的Ice(cntrl)。

利用相同的分立式Co-Pack二极管产生的dV/dt感生电流

图9 利用相同的分立式Co-Pack二极管产生的dV/dt感生电流

  图10显示出在没有IGBT情况下,负偏置栅驱动器IGBT的I电流。图11为IRGP30B120KD-E单正向栅驱动器的I电流。两种情况下的电流都很低,分别为1A和0.8A。

其他公司的IGBT的Co-Pack二极管内的低端IGBT的VCE和dV/dt感生电流1A峰值

图10 其他公司的IGBT的Co-Pack二极管内的低端IGBT的VCE和dV/dt感生电流1A峰值

IRG30B120KD-E的Co-Pack二极管内的低端IGBT的VCE和dV/dt感生电流0.8A峰值

图11 IRG30B120KD-E的Co-Pack二极管内的低端IGBT的VCE和dV/dt感生电流0.8A峰值

  如果从整体IGBT/二极管电流中减去图10和图11的二极管电流,结果是

  •   (负偏置栅驱动IGBT)= 18-1 = 17A
  •   (IRGP30B120KD-E)= 1.9-0.8 = 0.8A
  •   可见总的减小为17:0.8 = 21:1

  在相同的测试条件下,当栅电压是在0V或单正向栅驱动情况下,IRGP30B120KD的电路性能显示dV/dt感生开通电流减小比例为21:1。如果IGBT采用这种方式驱动,电流很小,对功耗的影响几乎可以忽略。

栅驱动波形

图12 栅驱动波形

  采用单正向栅驱动IGBT有下列好处:

  •   不需要负偏置
  •   驱动器电路成本更低
  •   更高的栅抗噪声功能
  •   更高的dV/dt耐容
  •   与不能提供负偏置驱动的IR单片式栅驱动器兼容

具有电平转换的栅驱动IC电路

图13 具有电平转换的栅驱动IC电路

  上述设计对PT和NPT IGBT同样有效。

  结论:

  单正向栅驱动IGBT是器件发展的巨大进步。IRGP30B120KD-E的C值很低,在单正向栅驱动条件下,其开关性能非常理想。器件不需要负偏置栅驱动便能可靠关断,即使在集电极的dV/dt为3V/ns。与单片式栅驱动器的兼容性更为桥式变换器和交流电机驱动提供更优越和成本更低的解决方案。所以我们期望这些先进的IGBT能为新的IC设计提供更大的优势。


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IGBT? 驱动电路? 变换器? 分压器?

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