IGBT 驅(qū)動器中柵極電阻 Rg 的作用及選取方法一、柵極電阻 Rg 的作用 1、消除柵極振蕩 絕緣柵器件(IGBT、MOSFET)的柵射(或柵源)極之間是容性結(jié) 構(gòu),柵極回路的寄生電感又是不可避免的,如果沒有柵極電阻,那柵 因此必須串聯(lián) 極回路在驅(qū)動器驅(qū)動脈沖的激勵下要產(chǎn)生很強(qiáng)的振蕩, 一個電阻加以迅速衰減。 2、轉(zhuǎn)移驅(qū)動器的功率損耗 電容電感都是無功元件,如果沒有柵極電阻,驅(qū)動功率就將絕大 部分消耗在驅(qū)動器內(nèi)部的輸出管上,使其溫度上升很多。 3、調(diào)節(jié)功率開關(guān)器件的通斷速度 柵極電阻小igbt驅(qū)動電阻選擇,開關(guān)器件通斷快,開關(guān)損耗小;反之則慢,同時開 關(guān)損耗大。 但驅(qū)動速度過快將使開關(guān)器件的電壓和電流變化率大大提 高,從而產(chǎn)生較大的干擾,嚴(yán)重的將使整個裝置無法工作,因此必須 統(tǒng)籌兼顧。二、柵極電阻的選取 1、柵極電阻阻值的確定 各種不同的考慮下,柵極電阻的選取會有很大的差異。初試可如 下選取:IGBT 額定 50 電流(A)100200300 600 8001000 1500Rg 阻值范 10~20 5.6~10 3.9~7.5 3~5.6 1.6~3 1.3~2.2 1~2 0.8~1.5 圍(?) 不同品牌的 IGBT 模塊可能有各自的特定要求,可在其參數(shù)手冊的推 薦值附近調(diào)試。
2、柵極電阻功率的確定 柵極電阻的功率由 IGBT 柵極驅(qū)動的功率決定,一般來說柵極電 阻的總功率應(yīng)至少是柵極驅(qū)動功率的 2 倍。 IGBT 柵極驅(qū)動功率 P=FUQ,其中: F 為工作頻率; U 為驅(qū)動輸出電壓的峰峰值; Q 為柵極電荷,可參考 IGBT 模塊參數(shù)手冊。 負(fù)電壓-9V, 例如, 常見 IGBT 驅(qū)動器(如 TX-KA101)輸出正電壓 15V, 則 U=24V, 假設(shè) F=10KHz,Q=2.8uC 可計(jì)算出 P=0.67w ,柵極電阻應(yīng)選取 2W 電阻,或 2 個 1W 電阻并 聯(lián)。 三、設(shè)置柵極電阻的其他注意事項(xiàng) 1、盡量減小柵極回路的電感阻抗,具體的措施有:a) 驅(qū)動器靠近 IGBT 減小引線長度; b) 驅(qū)動的柵射極引線絞合,并且不要用過粗的線; c) 線路板上的 2 根驅(qū)動線的距離盡量靠近; d) 柵極電阻使用無感電阻; e) 如果是有感電阻,可以用幾個并聯(lián)以減小電感。2、IGBT 開通和關(guān)斷選取不同的柵極電阻 通常為達(dá)到更好的驅(qū)動效果,IGBT 開通和關(guān)斷可以采取不同的 驅(qū)動速度,分別選取 Rgon 和 Rgoff(也稱 Rg+ 和 Rg- )往往是很 必要的。
IGBT 驅(qū)動器有些是開通和關(guān)斷分別輸出控制,如落木源 TX-KA101、TX-KA102 等,只要分別接上 Rgon 和 Rgoff 就可以了。 TX-KA962Figbt驅(qū)動電阻選擇, 有些驅(qū)動器只有一個輸出端, 如落木源 TX-K841L、 這就要在原來的 Rg 上再并聯(lián)一個電阻和二極管的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò), 用以調(diào) 節(jié) 2 個方向的驅(qū)動速度。 3、在 IGBT 的柵射極間接上 Rge=10-100K 電阻,防止在未接驅(qū)動 引線的情況下,偶然加主電高壓,通過米勒電容燒毀 IGBT。落木源 驅(qū)動板常見型號上(如:TX-DA962Dx、TX-DA102Dx)已經(jīng)有 Rge 了, 但考慮到上述因素,用戶最好再在 IGBT 的柵射極或 MOSFET 柵源 間加裝 Rge。
文章由啟和科技編輯
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