三相逆变器中IGBT的几种驱动电路的分析
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前言
电力电子变换技术的发展，使得各种各样的电力电子器件得到了迅速的发展。20世纪80年代，为了给高电压使用环境提供一种高输入阻抗的器件，有人提出了绝缘门极双极型晶体管（IGBT）[1]。在IGBT中，用一个MOS门极区来控制宽基区的高电压双极型晶体管的电流传输，这就产生了一种具有功率MOSFET的高输入阻抗和双极型器件优越通态特性相结合的非常诱人的器件，它具有控制功率小、开关速度快和电流处理能力大、饱和压降低等性能。在中小功率、低噪音和高性能的电源、逆变器、不间断电源（UPS）和交流电机调速系统的设计中，它是目前最为常见的一种器件。
功率器件的不断发展，使得其驱动电路也在不断地发展，相继出现了许多专用的驱动集成电路。IGBT的触发和关断要求给其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压，栅极电压可由不同的驱动电路产生。当选择这些驱动电路时，必须基于以下的参数来进行：器件关断偏置的要求、栅极电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。图1为一典型的IGBT驱动电路原理示意图。因为IGBT栅极发射极阻抗大，故可使用MOSFET驱动技术进行触发，不过由于IGBT的输入电容较MOSFET为大，故IGBT的关断偏压应该比许多MOSFET驱动电路提供的偏压更高。
对IGBT驱动电路的一般要求[2][3]：
1）栅极驱动电压IGBT开通时，正向栅极电压的值应该足够令IGBT产生完全饱和，并使通态损耗减至最小，同时也应限制短路电流和它所带来的功率应力。在任何情况下，开通时的栅极驱动电压，应该在12～20V之间。当栅极电压为零时，IGBT处于断态。但是，为了保证IGBT在集电极发射极电压上出现dv/dt噪声时仍保持关断，必须在栅极上施加一个反向关断偏压，采用反向偏压还减少了关断损耗。反向偏压应该在－5～－15V之间。
igbt 驱动电压和功率分别是多少
在此根据长期使用 IGBT 的经验并参考有关文献对 IGBT 驱动的电压
和功率做了一些总结，希望对广大网友能够提供帮助。
igbt 驱动工作原理
驱动器功率不足或选择错误可能会直接导致 IGBT 和驱动器损坏。
以下总结了一些关于 IGBT 驱动器输出性能的计算方法以供选型时参考。
igbt 驱动电路是驱动 igbt 模块以能让其正常工作，并同时对其进行保
护的电路。
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）在今天的电力电子领域中已经得到广
泛的应用，在实际使用中除 IGBT 自身外，IGBT 驱动器的作用对整个换流
系统来说同样至关重要。驱动器的选择及输出功率的计算决定了换流系统的
可靠性。因此，在 IGBT 数据手册中给出的电容 Cies 值在实际应用中仅仅只
能作为一个参考值使用。
IGBT的驱动特性及功率损耗计算
作者：海飞乐技术
时间：2017-05-17 15:36
1. IGBT的驱动特性
1.1 驱动特性的主要影响因素
IGBT的驱动条件与IGBT的特性密切相关。设计栅极驱动电路时，应特别注意开通特性、负载短路能力和dv/dt引起的误触发等问题。栅极电压Uge增加(应注意Uge过高而损坏IGBT)，则通态电压下降(Eon也下降)，如图1所示(此处以200 A lGBT为例)。由图中可看出，若Ugc固定不变时，导通电压将随集电极电流增大而增高。如图1a，电流容量将随结温升高而减少(NPT工艺正温度特性的体现)如图1b所示。
图1 栅极电压Uge与Uce和Tvj的关系
栅极电压Uge直接影响IGBT的可靠运行，栅极电压增高时有利于减小IGBT的开通损耗和导通损耗，但同时将使lGBT能承受的短路时间变短(10 µs以下)，使续流二极管反向恢复过电压增大，所以务必控制好栅极电压的变化范围，一般Vge可选择在-10~+15 V之间，关断电压-10V，开通电压+15V。开关时Uge与lg的关系曲线见图2a和图2b所示。
图2 开关时Uge与Ig的关系曲线
栅极电阻Rg增加，将使IGBT的开通与关断时间增加，使开通与关断能耗均增加，但同时，可以使续流二极管的反恢复过电压减小，同时减少EMI的影响。而门极电阻减少，则又使di/dt增大，可能引发IGBT误导通，但是，当Rg减少时，可以使得IGBT关断时由du/dt所带来误触发的可能性减小，同时也可以提高IGBT承受短路能量的能力，所以Rg大小各有好坏，客户可根据自己设计特点选择。图3为Rg大小对开关特性的影响，损耗关系请参照图4所示。
图3 Rg大小对开关特性的影响(di/dt大小不同)
图4 门极电阻Rg与Eon/Eoff
由上述可得IGBT的特性随门极驱动条件的变化而变化，就象双极型晶体管的开关特性和安全工作区随基板驱动而变化一样。但是lGBT所有特性难以同时最佳化，根据不同应用，在参数设定时进行评估，找到最佳折冲点。
（整理）IGBT并联技术详解.
IGBT并联技术技术详解
IGBT并联均流问题
影响静态均流的因素
1、并联IGBT的直流母线侧连接点的电阻分量，因此需要尽量对称；
2、IGBT芯⽚的Vce(sat)和⼆极管芯⽚的V F的差异，因此尽量采取同⼀批次的产品。
3、IGBT模块所处的温度差异，设计机械结构及风道时需要考虑；
4、IGBT模块所处的磁场差异；
5、栅极电压Vge的差异。
影响动态均流的因素
1、IGBT模块的开通门槛电压VGEth的差异，VGEth越⾼，IGBT开通时刻越晚，
不同模块会有差异；2、每个并联的IGBT模块的直流母线杂散电感L的差异；3、门极电压Vge的差异；
4、门极回路中的杂散电感量的差异；
5、IGBT模块所处温度的差异；
6、IGBT模块所处的磁场的差异。
IGBT芯⽚温度对均流的影响
IGBT芯⽚的温度对于动态均流性能和静态均流性能影响很⼤：
1、由于IGBT的Vcesat的正温度系数特性，使温度⾼的芯⽚的Vcesat更⾼，会分
得较少的电流，因此形成了⼀个负反馈，使静态均流趋于收敛；2、根据我们的经验，我们发现，芯⽚温度变⾼后，动态均流的性能也会变好；例如
在测试动态均流时，我们会使⽤双脉冲测试⽅法，但这时芯⽚是处于冷态的，当把
机器跑起来后，动态均流会改善。IGBT芯⽚所处的磁场对均流的影响
IGBT模块附近如果有强磁场，则模块的均流会受到影响。
1、如果两个IGBT模块并联且并列安装，如果交流排的输出电缆在摆放时靠近其中
某⼀个IGBT模块⽽远离另外⼀个，则均流性能就会出问题；2、以上现象的原因是某个⼤电流在导线上流动时会产⽣磁场，对磁场内的其他导通
的电流产⽣“挤出”或“吸引”的效应；
因此，在结构设计时，需要注意交流排出线的⾛线形式，以免发⽣磁场的⼲涉现象。IGBT并联使⽤⽅法分类
IGBT并联可以分为“硬并联”及“桥臂并联”2⼤类。
（1）“硬并联”指的是IGBT的发射极和集电极直接连接在⼀起，如左下图所⽰；
