IGBT培训讲稿

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本作品采用,知识共享署名,-,非商业性使用,2.5,中国大陆许可协议,进行许可。,专业交流,模板超市,设计服务,本作品的提供是以适用知识共享组织的公共许可（简称“,CCPL”,或“许可”）条款为前提的。本作品受著作权法以及其他相关法律的保护。对本作品的使用不得超越本许可授权的范围。,如您行使本许可授予的使用本作品的权利，就表明您接受并同意遵守本许可的条款。在您接受这些条款和规定的前提下，许可人授予您本许可所包括的权利。,查看全部,NordriDesign,中国专业,PowerPoint,媒体设计与开发,庞忠浩,2012/08/24,IGBT,驱动培训讲稿,STEP 002527,目录,第一讲 驱动电路基本要求,第二讲 关键器件选择,第三讲 我公司目前使用的驱动电路分析,4-1 5.5kw-22kw,使用的驱动电路分析,4-2 30kw,以上使用的驱动电路分析,4-3,高压,/,伺服,/690V,驱动电路分析,第一讲,IGBT,驱动电路的基本要求,对于用来驱动,IGBT,的电路而言,应根据栅极对驱动信号的要求,而具备下列一些性质,:,1),一个理想的驱动电路应具有较强的动态驱动能力；,2),能向,IGBT,提供适当的正向或反向栅压；,3),驱动电路应有足够的输入输出电隔离能力；,4),理想的驱动电路要求输入输出信号传输无延时；,5),驱动电路应具有一些基本的保护功能和自保护功能。,1),、,驱动能力计算,计算平均电流,:,IoutAV=Pg/,U,U=,（,+Vg+|-Vg|,）,根据公式,Pg=E*fsw=Qg*,U*fsw,IoutAV=Qg*fsw,Qg,可以通过,datasheet,或者计算获得,Qg=,U*Cin,计算峰值电流,:,计算在最小的门极电阻情况下的峰值驱动电流,Ig.puls,U,/,（,R,g,+Rint,）,当加入的,Cg,电容较大时要重新平均电流和峰值电流。,驱动器的总功率,P=Pg+Ps Ps,为驱动电路的功率。,2),能向,IGBT,提供适当的正向或反向栅压；,英飞凌,FP75R12KT4,不同,Vge,时,Vce,与,Ic,的变化关系,负压是为了让,IGBT GS,间的,PN,结反偏，使,IGBT,可靠关断关断，当成本遇到压力或者设计有困难时，可以采取,0,电压关断。,正压范围,1315V,负压范围,-2-10V,（为什么？）,驱动电平十,Uge,也必须综合考虑。,Uge,增大时，,IGBT,通态压降和开通损耗均下降，但负载短路时的,Ic,增大，,IGBT,能承受短路电流的时间减小，对其安全不利，因此在有短路过程的设备中,Uge,应选得小些，一般选,13,15V,。,在关断过程中，为尽快抽取,PNP,管的存储电荷，须施加一负偏压,Uge,但它受,IGBT,的,G,、,E,间最大反向耐压限制，一般取,-2v -10V,3),驱动电路应有足够的输入输出电隔离能力,为了保护弱电控制系统远离高压，电气隔离是必须的。隔离可以通过以下方式实现：,-,光藕,-,脉冲变压器,（什么情况下弱电控制系统,可以与高压不需隔离？）,4),理想的驱动电路要求输入输出信号传输无延时,光电,耦合,器的优点是体积小巧，缺点是反应较慢，因而具有较大的延迟时间,(,高速型光电耦合器一般也大于,500ns),。,5),驱动电路应具有一些基本的保护功能和自保护功能,IGBT,栅极过压保护电路,静电聚积在栅极电容上引起过压,电容密勒效应引起的栅极过压。,集电极与发射极间的过压保护电路,施加到,IGBT,的集电极一发射极间的直流电压过高,另一种为集电极一发射极间的浪涌电压过高。,IGBT,过流短路保护电路,IGBT,过流保护的分类,IGBT,的过流保护电路可分为两类：一类是低倍数（,1.21.5,倍）的过载保护；另一类是高倍数,(,可达,810,倍,),的短路保护。,过载保护只要靠软件保护,短路保护是要靠硬件封锁,PWM,驱动信号。,饱和压降小于,2V,的,IGBT,允许承受的短路时间小于,5us,，而饱和压降为,3V,的,IGBT,允许承受的短路时间可达,15us,，,45V,时可达,30us,以上,1,、栅极电阻阻值选取,一般而言，最优的栅极电阻值将介于,IGBT,数据表中所列的值和大约两倍于数据表中所列值之间。这适用于大多数的应用。大概的电阻值（即两倍的数据表值），可被看作是优化的起点。,目前的第四代,IGBT,英飞凌推荐：,Ron=Roff=(1.52.5)Rg,富士推荐：,Ron=(2.5-10)Rg,，,Roff=(2.55)Rg,，并且,Cg=Cies,此处的推荐紧紧是初始电路设计时的参考值，后期的测试验证结果才是最终的优化的阻值。,2,、栅极电阻功率的计算,（栅极电阻,_,选择原则与应用的,6-8,页）,第二讲 关键器件选择,3,、栅极电阻的选取,1),、,Rg,对开通影响大，表现在以下几个方面：,-,开通能耗（,Eon,）,-IGBT,的电流尖峰（续流二极管的反向恢复电流）,-dv/dt,2),、,Rg,对关断影响不明显，表现在以下几个方面：,-,关断能耗（,Eoff,）,-di/dt,（主要由芯片技术决定，,Rg,很大时才有影响）,-dv/dt,3),、,Rg,对开通和关断延时都有影响,不同,Rg,时开通波形比较,不同,Rg,时开关损耗曲线,不同,Rg,时关断波形比较,寄生密勒电容引起的现象,形成过程：,由于半桥中的某个管导通导致另外一个,IGBT,上的电压,Vce,发生变化，进而通过,Cies,电容形成充电电流,Ig,。在该管驱动回路中关断电阻,Rgoff,上形成电压降，导致该波形的出现,。,解决方案：,1,）,Rgon,的增加，等效降低,dv/dt,变化率，减小,Ig,；,2,）,Rgoff,的减小，等效降低电压降。或者,Rgon,，,Rgoff,分开，不要共用；,3,）增加,Cge,电容来提升门极抗,dv/dt,变化能力。,因此：,最终,Rg,的确定有关于：,IGBT,的功耗,/,发热,开关频率,EMC,（,EMI EMS,）,栅极,Vge,的影响,死区时间等,第三讲 我公司目前使用的驱动电路分析,如何选取合适的驱动电路,1,、小功率的,IGBT,驱动,220V AC-,自举,IGBT,驱动,高频脉冲变压器,直流电压驱动,400V AC-,采用简单光藕的新型自举,IGBT,驱动器,2,、中等功率的,IGBT,驱动,400V AC-,采用自举供电的光藕,690V AC-,隔离的脉冲变压器以及复杂的,IGBT,驱动系统,3,、大功率,IGBT,驱动,采用隔离变压器的,IGBT,驱动,采用,Vce,饱和压降进行过流检测和管理的,IGBT,驱动系统，包括软关断动作，,以及分别采用不同的门极电阻进行开通和关断。,第三讲 我公司目前使用的驱动电路分析,400V 5.5KW-355kw,驱动电路分析,打开,5.5kw,，,22kw,，,75kw,355kw,驱动进行分析比较,1,、电源路数，采用,4,路电源。,2,、光耦的选择非常重要，稳定性，功能（是否满足需求），性价比。,3,、采用不同的光耦，查看光耦的参数，如何计算驱动光耦电流，光耦的驱动能力，响应速度等参数。光耦是否为轨对轨，决定了电源电压。,4,、并联驱动时注意哪些东西，模块选型时注意哪些。,5,、分析保护过程及,332j,应用的注意事项。,高压,/,伺服,/690V,驱动电路分析,1,、电源特点,2,、光耦的特性,3,、保护电路的处理。,4,、分析比较电路的特点。,5,、电路存在哪些缺陷，该如何处理。,END,Thank you!,2012/8/24,庞忠浩,