大电流高频IGBT用M57962L驱动能力解决方案研究

IGBT驱动电流及驱动功率的计算IGBT驱动电路的设计包括上下桥绝缘水平的选择、驱动电压水平的确定、驱动芯片驱动功率的确定、短路保护电路等等。

今天我们重点讨论一下驱动电流以及功率的确定，也就是说如何确定一个驱动芯片电流能力是不是可以驱动一个特定型号的IGBT，如果不能驱动该如何增强驱动输出能力。

01、驱动芯片峰值电流的计算在选择IGBT驱动芯片时，很重要的一步就是计算IGBT所需要的最大驱动电流，在不考虑门极增加Cge电容的条件下，可以把IGBT驱动环节简化为一个RLC电路，如下图阴影部分所示。

求解这个电路可以得到峰值电路的关系式如下：I peak：驱动环节可以输出的最大电流ΔU ge：门极电源最大值减去最小值R G,ext：外部门极电阻值，R G,int为器件内部的电阻值从上面公式可以看出最大驱动电流取决于门极电压水平，以及门极电阻值，一旦这两个参数确定后，所需要的最大驱动电流基本确定。

当然，在一些设计中会选用不同的开通关断电阻，那么就需要分别计算开通关断需要的电流。

依据上述计算的开通关断电流值可以初步选择芯片的驱动电流，芯片数据手册给出的峰值不能小于计算得到的电流值，并且适当考虑工程余量。

02、推挽电路放大电路增加驱动电流如果驱动芯片的输出电流不能驱动特定IGBT的话，比较简单的方法是采用推挽电路进一步增强驱动芯片的峰值电流输出能力。

采用三极管放大是一种常用的方式，其计算步骤如下：（1）根据选择的驱动电压水平以及门极电阻计算得到需求的最大峰值电流I peak （2）选择合适耐压的PNP/NPN三极管组成推挽电路（3）查所选择的三极管数据手册中的电流传输系数h FE，计算得到三极管的基极电流（4）计算驱动芯片输出极的输出电阻上述步骤给出了BJT作为推挽放大电路时一般的步骤，需要着重考虑的是BJT的耐压以及基级电阻的匹配。

由于使用BJT做推挽放大设计设计比较简单，因此在设计中得到广泛的应用。

在大功率应用场合比较常用的BJT三极管型号有MJD44/45H11(80V)等。

IGBT驱动器的选择(2008-11-19 11:55:32)标签：杂谈IGBT驱动器的选择冯菁(华中光电技术研究所湖北武汉 430074)摘要:随着电力电子技术的发展,IGBT以其优异的性能已经取代BJT广泛应用于航空航天,工业控制, 家用电子消费领域。

在IGBT的应用中, 根据系统要求的整体性能, 针对不同的IGBT特性选取合适的驱动器是至关重要的, 它不仅影响了IGBT的动态性能, 同时也影响系统的成本和可靠性。

根据IGBT 对驱动电路的要求,就其中常用3 种不同驱动电路及选择时注意事项作了分析,使IGBT 的应用更广泛。

关键词:IGBT 驱动器1 确定IGBT门极容量在设计和选购IGBT驱动器之前,必须首先知道IGBT的门极负荷Q,这是一个十分重要的参数,但在IGBT的技术参数中生产厂家一般并不直接给出,而需要我们借助其它参数得到。

IGBT具有MOSFET 的输入级,在IGBT的技术资料中往往有一个参数Ciss,一般我们把它叫作输入电容,该电容的测试往往是在UGS=0,UcS=25V,f=1MHz 的情况下进行,由于密勒效应,该值往往比在UGS= O V 时要小,根据实践经验,IGBT 的输入电容一般满足下面的公式Cin≈5Ciss一般Simens 和 Eupec 公司的IGBT满足上述公式。

知道了IGBT的输入电容Cin,门极的负荷可以由下面公式得到Q=∫oidt= Cin△U。

△U代表门极的驱动电压, 大多数的IGBT开通电压+15V,关断电压-5V,因而△U= 2 0 V , 如应用十分广泛的E X B 8 4 1 系列。

高电压、大电流IGBT往往开通关断均为15V,因而△U= 3 0 V 。

2 开关频率确定开关频率的大小不仅影响系统的控制精度,而且影响系统的整体性能,如运行效率,噪声指标。

开关频率是所有电力电子变换器的一个重要参数。

根据IGBT的门极容量,储存在IGBT输入电容中的能量可以计算得到每个脉冲周期栅极充放电各一次,因而驱动一只IGBT的功率为:f为开关频率。

IGBT驱动电路设计与保护IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种高性能和高压能力的功率开关器件，用于大功率电力电子应用中。

IGBT驱动电路的设计和保护是确保IGBT正常工作和延长其寿命的重要环节。

1.电源设计：稳定和干净的电源是驱动电路的基础。

通常使用稳压电源或者电容滤波器来给驱动电路和IGBT供电，以避免干扰和噪声的影响。

2.信号隔离：为了保护驱动电路和IGBT，通常需要使用光耦隔离器或者磁隔离器来实现输入和输出电路的电气隔离。

这样可以防止高压和高电流反馈到驱动电路中，从而保护驱动电路的安全。

3.输入信号处理：驱动电路通常需要接收和处理外部的控制信号，例如PWM信号和开关信号。

可以使用电平转换电路、滤波器和放大器等电路来进行信号处理，以确保信号的正确控制和稳定性。

4.输出信号驱动：驱动电路需要能够提供足够的电流和电压来驱动IGBT控制端的输入电容，以确保IGBT在开关过程中快速和稳定地工作。

这通常需要使用功率放大器和驱动电流放大器来提供所需的输出能力。

5.过温保护：IGBT在高功率运行时会产生热量，超过一定温度会导致器件变性或烧毁。

因此，驱动电路中需要设计过温保护电路，用于监测和控制IGBT的温度。

当温度过高时，过温保护电路会触发警报或者切断电源，以保护IGBT的安全。

6.过电流保护：IGBT在工作过程中可能会遭受过电流冲击，例如短路故障。

为了保护IGBT不受损坏，驱动电路需要设计过电流保护电路，可以监测和控制IGBT的电流。

当电流超过设定值时，过电流保护电路会触发警报或者切断电源，以保护IGBT的安全。

7.过压保护：在一些情况下，如电源故障、反馈开关失效等，IGBT 可能会受到过高的电压冲击。

为了保护IGBT不受损坏，驱动电路需要设计过压保护电路，可以监测和控制IGBT的电压。

当电压超过设定值时，过压保护电路会触发警报或者切断电源，以保护IGBT的安全。

基于TLP250的超音频IGBT驱动电路的设计杜坤;王克鸿;吴统立【摘要】针对M57962典型驱动电路在驱动超音频IGBT时存在外围电路复杂,频率响应慢,驱动能力弱的不足,采用TLP250光耦隔离芯片设计了一种全新超音频IGBT驱动电路,对其结构和工作原理进行了分析,并与M57962典型驱动电路进行了对比实验,测试结果表明所设计的驱动电路在超音频下具有更陡的上升沿和下降沿,更大的驱动能力.电路结构简单,性能稳定可靠,成本低.%Because the shortage of complicated peripheral circuit, slow frequency response and weak drive ability, exist in M57962 typical driving circuit at ultrasonic frequency IGBT, a new type of IGBT ultrasonic frequency driving circuit is designed based on TLP250. Its structure and principle are analyzed. And this circuit is compared with M57962 typical driving circult. The test result shows that the designed circuit has steeper rising and falling edge and greater driving ability. Its structure is more simple its operation is more stable, its performance is more reliable and its cost is less.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】4页(P194-197)【关键词】IGBT;TLP250;驱动电路;超音频【作者】杜坤;王克鸿;吴统立【作者单位】南京理工大学材料科学与工程学院,江苏南京210094;南京理工大学材料科学与工程学院,江苏南京210094;南京理工大学材料科学与工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TM13IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，既具有MOSFET的栅极电压控制快速开关的特性，又具有双极晶体管大电流处理能力和低饱和压降的特点，作为高功率大电流的电能转换功率开关器件得到了广泛的应用。