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IGBT自舉的驅(qū)動方式(二)

三、變頻運行時自舉電容的充放電

 

自舉電容(C1)的從電時序

1:IGBT2導通(圖4-4

IGBT2處于導通狀態(tài)時,C1上的充電電壓VC1可通過下式計算;

VC1=VCC-VF1

-Vsat2-ID*R2(過度過程)

VC1=VCC(穩(wěn)定狀態(tài))

此處VCC為控制電源電壓,VF1為二極管D1的順方向壓降,Vsat2IGBT2的飽和壓降

然后,IGBT2被關(guān)斷,此時上下橋臂同時處于關(guān)斷狀態(tài),電機電流通過FWD1進入續(xù)流模式。當VS處電位上升至接近P處電位時C1停止充電。

IGBT1

處于導通狀態(tài)時,由于驅(qū)動電路要消耗電流,所以C1上的電壓將從VC1開始逐漸下降。(如

5-5

 

 

2):IGBT2關(guān)斷FWD2導通狀態(tài)時

IGBT2關(guān)斷FWD2導通時,C1上的充電電壓VC1可通過下式來計算:

VC1=VCC-VF1+VEC2

此處VEC2FWD2的順方向下壓降,IGBT2IGBT1都關(guān)斷時,通過FWD2保持續(xù)流模式。因此,當VS處的電位下降到VEC2時,C1開始充電以恢復其下降的電位。當VS處電位上升至接近P電位水平時,C1停止充電。其后,IGBT1再次導通時,由于驅(qū)動電路要消耗電流,C1上的電壓將從VC1(2)電位開始逐漸下降。

 

四、自舉電容及柵極限流電阻的選取

  自舉電容由一個大電容和一個小電容并聯(lián)組成,在頻率為20KHz左右的工作狀態(tài)下選用1uF的電容和0.1uF的電容并聯(lián)使用。并聯(lián)高頻小電容用來吸收高頻毛刺干擾電壓。主電路上管的驅(qū)動電壓波形峰頂不應(yīng)出現(xiàn)下降的現(xiàn)象。驅(qū)動大容量的IGBT器件時,在工作頻率較低的情況下要注意自舉電容電壓穩(wěn)定性問題,故應(yīng)選用較大容量的電容。

  選擇適當?shù)臇艠O限流電阻對IGBT驅(qū)動來說相當重要,因為IGBT的開通和關(guān)斷是通過柵極電路的充放電來實現(xiàn)的,所以柵極電阻將對IGBT的動態(tài)特性產(chǎn)生極大的影響。數(shù)值較小的柵極電阻使柵極電容的充放電較快,從而減小開關(guān)時間和開關(guān)損耗。同時較小的柵極電阻增強了IGBT器件的耐固性,避免du/dt帶來的誤導通,但與此同時它只能承受較小的柵極噪聲,并導致柵極-發(fā)射極之間的電容同驅(qū)動電路引線的寄生電感產(chǎn)生振蕩問題。另外,較小的柵極電阻還使得IGBT開通時di/dt變大,會導致較高的du/dt,增加了反向恢復二級管的浪涌電壓。在低頻應(yīng)用情況下,開關(guān)損耗不成為一個重要的考慮因素,柵極電阻增大可以提供較慢的開通速度,這時應(yīng)當考慮柵極的瞬態(tài)電壓和驅(qū)動電流。對于不同容量的IGBT,其柵極限流電阻有不同的取值。一般是功率越大的IGBT的柵極電阻越小,同時對柵極驅(qū)動電路的布線也有嚴格要求,引線電感應(yīng)盡可能小。在實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體的情況作調(diào)整,選取最合適的值。

   采用自舉驅(qū)動電路設(shè)計IGBT驅(qū)動電路時,應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用情況采用不同的抗干擾措施。

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