igbt驱动电流过大会怎么样?

半导体守护者 2024-03-22 01:25:17

概括来说,驱动电流过大,对IGBT的电容充电速度加快,导致IGBT开通速度加快,使得驱动回路产生较大的di/dt在寄生电感作用下易产生栅极电压振荡,当栅极振荡的电压尖峰超过IGBT本身Vge的spec, 易造成IGBT失效。下文我们将详细讲解IGBT驱动电流行为。

IGBT驱动需要电流:

IGBT是一种电压驱动的电子开关,正常情况下只要给15V电压就可以饱和导通,实际器件的驱动是给栅极端口电容充放电,还是需要电流的。IGBT驱动电流峰值电流取决于栅极总电阻,电流取决于栅极电荷,但我们一般讲的是峰值电流。

驱动的峰值电流很好理解,按照欧姆定律,由驱动电压和驱动电阻决定:

但在小阻值驱动回路中,实际测得驱动电流一般比上述公式计算值要小,原因是驱动回路中还有杂散电感存在,因此电流峰值一般为计算值的70%。

如果栅极存在振荡,而且是低阻尼振荡的话,驱动电流会大于计算值,这在驱动电路设计中要考虑到。

栅极电感对驱动电流的影响:

先看一个实测的例子,结果可能出乎你意料,电感大,开通损耗低。

图中给出了一个实验测量结果。该实验中,比较了6cm和18cm长的双绞驱动线下的IGBT动态特性,长线18cm,驱动电感LG大,但开通损耗Eon降低了约31mJ。

这是为什么呢?当将驱动连接到IGBT栅极时,不可避免地会存在寄生电感,且寄生电感与栅极电阻串联。这个寄生电感包括引线电感(无论这种连接是线缆或是电路板上的走线),栅极电阻自身电感和与模块栅极结构的电感。

栅极引线电感对IGBT开通关断过程的影响如下图所示。引线电感越大,IGBT开通的di/dt和dv/dt越大。然而,关断时开关速度保持不变,但有延迟。

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