GateDriverRequirement西门康IGBT驱动详解

IGBT门极驱动设计规范要求

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。
Norbert Pluschke1001
5
如何安全地使用IGBT 如何安全地使用
哪个门极驱动电路会适用于模块SKM 400 GB 126 D ?
GND
Norbert Pluschke1001
22
HCPL-316J – 采用光藕的采用光藕的IGBT驱动器驱动器
隔离
Norbert Pluschke1001
23
低成本IGBT驱动电路驱动电路低成本
Norbert Pluschke1001
24
TD350 – 采用外部光藕的采用外部光藕的IGBT驱动电路驱动电路
Norbert Pluschke1001
10
计算峰值门极电流
计算在最小的门极电阻情况下的峰值驱动电流 E.g. RG.on = RG.off = 2Ω Ig.puls ≈ ∆V / RG + Rint = 23V / (2Ω + 2Ω) = 5.75 A
Chip resistance (data sheet)
26
无变压器的由贴片元件组成的IGBT驱动电路驱动电路(page 24) 无变压器的由贴片元件组成的驱动电路
Vce 压降检测的二极管在主功率板上变压器和电源都在主板上一个逆变器需要6个驱动电路
Norbert Pluschke1001
27
在IGBT进行关断动作时是否有过压进行关断动作时是否有过压
15
⇒ QG = 2230 nC
-8
2230 nC

IGBT驱动电路原理与保护电路

IGBT驱动电路原理与保护电路IGBT（Insulated-Gate Bipolar Transistor）驱动电路主要由三部分组成：信号隔离部分、驱动信号放大部分和保护电路。

信号隔离部分是将输入信号与输出信号进行隔离，防止输入信号中的噪声和干扰对输出信号产生影响。

常用的信号隔离方法有变压器隔离、光电隔离和互感器隔离等。

其中，光电隔离是最常用的方法之一，它通过输入端的光电耦合器将电信号转换成光信号，通过光电隔离再将光信号转换为电信号输出。

这样可以有效防止输入信号中的噪声和干扰对输出信号产生干扰，提高系统的稳定性和可靠性。

驱动信号放大部分是将输入信号进行放大，以驱动IGBT的门极电压，控制IGBT的导通和关断。

驱动信号放大部分一般采用功放电路，常用的放大器有晶体管放大器和运放放大器。

通过合理选择放大器的工作点和增益，可以将输入信号进行适当放大，提高系统的灵敏度和响应速度，以确保IGBT的正常工作。

保护电路是为了保护IGBT免受电路中的过电流、过电压等异常情况的损害而设计的。

保护电路一般包括过流保护、过压保护、过温保护和短路保护等功能。

过流保护通过在电路中增加电流传感器来检测电流的变化，一旦电流超过设定值就会触发保护，例如通过切断电源来防止IGBT损坏。

过压保护通过在电路中增加电压传感器来检测电压的变化，一旦电压超过设定值就会触发保护，例如通过切断电源来防止IGBT损坏。

过温保护通过在IGBT芯片上增加温度传感器来检测芯片温度的变化，一旦温度超过设定值就会触发保护，例如通过减小驱动信号的幅度来降低功耗和温度。

短路保护通过在电路中增加短路检测电路，一旦检测到短路就会触发保护，例如通过立即切断电源来防止IGBT损坏。

总之，IGBT驱动电路的原理是通过信号隔离部分将输入信号与输出信号进行隔离，通过驱动信号放大部分将输入信号进行放大，以驱动IGBT的门极电压，控制其导通和关断。

同时，通过保护电路对IGBT进行多重防护，保证其在电路异常情况下的正常工作，提高系统的可靠性和稳定性。

浅析IGBT门级驱动精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版浅析IGBT门级驱动绝缘栅双极晶体管IGBT是第三代电力电子器件，安全工作，它集功率晶体管GTR和功率场效应管MOSFET的优点于一身，具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高(10-40 kHz)的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。

广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、UPS及逆变焊机当中。

IGBT的驱动和保护是其应用中的关键技术,故作为重点介绍给同学们。

1 IGBT门极驱动要求1.1 栅极驱动电压因IGBT栅极-发射极阻抗大，故可使用MOSFET驱动技术进行驱动，但IGBT 的输入电容较MOSFET大，所以IGBT的驱动偏压应比MOSFET驱动所需偏压强。

图1是一个典型的例子。

在+20℃情况下，实测60 A，1200 V以下的IGBT开通电压阀值为5～6 V，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Uge≥(1.5～3)Uge(th)，当Uge增加时，导通时集射电压Uce将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程中Uge增加，集电极电流Ic也将随之增加，使得IGBT能承受短路损坏的脉宽变窄，因此Uge选择不应太大，这足以使IGBT完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力(在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用IGBT时，+Uge在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力)。

1.2 对电源的要求对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于IGBT是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使IGBT迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止IGBT关断时产生的du/dt误使IGBT导通，应加上一个-5 V 的关栅电压，以确保其完全可靠的关断(过大的反向电压会造成IGBT栅射反向击穿，一般为-2～-10 V之间)。

1.3 对驱动波形的要求从减小损耗角度讲，门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭，前沿很陡的门极电压使IGBT快速开通，达到饱和的时间很短，因此可以降低开通损耗，同理，在IGBT关断时，陡峭的下降沿可以缩短关断时间，从而减小了关断损耗，发热量降低。

IGBT栅极驱动的参数要求和驱动条件

驱动电路的基本性能1.概述IGBT器件的发射极和栅极之间是绝缘的二氧化硅结构，直流电不能通过，因而低频的静态驱动功率接近于零。

但是栅极和发射极之间构成了一个栅极电容CGs，因而在高频率的交替导通和关断时需要一定的动态驱动功率。

小功率IGBT的CGs一般在10~l00pF 之内，对于大功率的绝缘栅功率器件，由于栅极电容CGs较大，在1~l00pF，甚至更大，因而需要较大的动态驱动功率。

IGBT栅极电压可由不同的驱动电路产生，栅极驱动电路设计的优劣直接关系到由IGBT构成的系统长期运行可靠性。

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。

IGBT正栅压VGE越大，导通电阻越低，损耗越小。

但是，如果VGE过大，一旦IGBT过流，会造成内部寄生晶闸管的静态擎柱效应，造成IGBT失效。

相反如果VGE过小，可能会使IGBT的工作点落人线性放大区，最终导致器件的过热损坏。

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。

由于IGBT的关断过程可能会承受很大的dv/dt，伴随关断浪涌电流，干扰栅极关断电压，可能造成器件的误开通。

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，采用反向偏压还可减少关断损耗。

反向偏压应该在-5~-15V之间。

理想的心鄒驱动再路应具有以下基本性能：1)要求驱动电路为IGBT提供一定幅值的正反向栅极电压VGE。

理论上VGE≥VGE(th），IGBT即可导通；当VGE太大时，可能引起栅极电压振荡，损坏栅极。

正向VGE越高，IGBT器件的VGES 越低，越有利于降低器件的通态损耗。

但也会使IGBT承受短路电流的时间变短，并使续流二极管反向恢复过电压增大。

因此正偏压要适当，一般不允许VGE超过+-20V。

关断IGBT时，必须为IGBT 器件提供-5~-15V的反向VGE，以便尽快抽取IGBT器件内部的存储电荷，缩短关断时间，提高IGBT的耐压和抗干扰能力。

IGBT驱动电路解说

1．IGBT驱动电路的要求驱动电路的作用是将单片机输出的脉冲进行功率放大，以驱动IGBT,保证IGBT的可靠工作,驱动电路起着至关重要的作用，图1为典型的PWM信号控制图腾柱电路以驱动IGBT开通与关断。

对IGBT驱动电路的基本要求如下:图1 IGBT典型驱动电路○1触发脉冲要有足够快的上升速度和下降速度，即脉冲沿前后要陡峭；错误!栅极串联电阻Rg要恰当，Rg过小，关断时间过短,关断时产生的集电极尖峰电压过高,Rg过大，器件开关速度降低，开关损耗增大。

）要恰当,增大删射正偏压对减小开通损耗与导通损耗有利，但也会○3栅极—射极电压(VGE使IGBT承受短路时间变短，续流二极管反向恢复电压增大。

因此正偏压要适当，通常为+15V。

为了保证在C—E间遇到噪声时可靠关断，关断时必须在栅极施加负偏压,以防止受到干扰时误开通和加快关断速度，减小关断损耗，幅值一般为—(5～10）V。

错误!当IGBT处于负载短路或过流状态时,能在IGBT允许的时间内通过逐渐降低栅极电压自动抑制故障电流,实现IGBT的软关断。

驱动电路的软关断过程不应随输入信号的消失而受到影响.下面从以上四个方面分析三种驱动模块电路（驱动电路EXB841/840、SD315A集成驱动模块、M57959L/M57962L厚膜驱动电路）的特性。

2。

驱动电路EXB841/8402。

1．EXB841驱动芯片的内部特性及其原理EXB841驱动芯片是可作为600V400A或者1200V300A以下的IGBT驱动电路，具有单电源、正负偏压、过流检测及保护、软关断等特性。

驱动模块导通与关断时间都在 1.5µs以内。

最大允许的开关频率为40KHz。

EXB 系列驱动器的各引脚功能如下：脚 1 ：连接用于反向偏置电源的滤波电容器；脚 2 ：电源（＋ 20V )；脚 3 ：驱动输出;脚 4 ：用于连接外部电容器,以防止过流保护电路误动作（大多数场合不需要该电容器)；脚 5 ：过流保护输出；脚 6 ：集电极电压监视；脚 7 、 8 ：不接;脚 9 ：电源地；脚 10 、 11 :不接；脚 14 、 15 ：驱动信号输入(一，＋);图2驱动电路EXB841/840EXB841 由放大部分、过流保护部分和 5V 电压基准部分组成. 放大部分由光耦合器 IS01（ TLP550 )、 V2 、 V4 、 V5 和 R1 、 C1 、 R2 、 R9 组成，其中 IS01 起隔离作用，V2 是中间级， V4 和 V5 组成推挽输出。

IGBT模块驱动技术及应用

二、IGBT驱动与保护
驱动线
IGBT驱动线在设计过程中，尽量设计短，并双绞。
二、IGBT驱动与保护
结温
高结温将有助于减少在高杂散电感条件下的震荡
二、IGBT驱动与保护
二、IGBT驱动与保护
Vce尖峰
Vce尖峰电压由IGBT关断过程中杂散电感及二极管反向恢复产生。
L=85nH
L=185nH
衡IGBT的通态损耗和开关损耗。
一、IGBT基本原理
（2）非穿通（NPT）型IGBT
与PT型IGBT不同，NPT型IGBT以掺杂的N-
栅极
发射极
基区为衬底，P掺杂发射区设计的很薄，没有
PT型IGBT的N型缓冲区，这样在阻断状态，电
场只在N型衬底内存在。因为电场不再“穿
通”N型衬底，因此被称为“非穿通”型IGBT。
针对感性负载，为了防止过压，IGBT需要
并联一个续流二极管给电流提供续流回路。RC
N+
P
IGBT并不是简单的在外部并联一个半导体二极
管，而是在半导体内部实现了一个二极管，主
N-基区
（衬底）
要用于谐振电路、硬开关电路中。
N场终止层
P
N
集电极
P
一、IGBT基本原理
英飞凌IGBT
二、IGBT驱动与保护
IGBT模块驱动技术及应用
一、IGBT基本原理
目
录
二、IGBT驱动与保护
三、双脉冲测试
四、安全工作区
一、IGBT基本原理
1. IGBT基本介绍
IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）绝缘栅双极型晶体管
IGBT之父:Jayant Baliga(贾杨.巴利加)教授（20世纪80年代发明）

西门康IGBT驱动详解复习进程

Ato the transformer
Power supply requirements
Norbert Pluschke 07.10.2005
Norbert Pluschke 07.10.2005
10
Semikron Hong Kong
Gate charge
The power supply or the transformer must provide the energy (Semikron is using pulse transformer for the power supply, we must consider the transformed average power from the transformer)
needs different gate charge
Norbert Pluschke 07.10.2005
7
Semikron Hong Kong
The suitable gate driver must provide the required
Gate charge (QG) – power supply of the driver must provide the average power
SPT Technology needs more Gate charge compared to Trench Technology
Driver has to provide a higher Gate charge
Difference between Trench- and SPT Technology
needs different gate charge
Norbert Pluschke 07.10.2005

IGBT门极驱动设计规范新

6
如何安全地使用IGBT
哪个门极驱动电路会适用于模块SKM 400 GB 126 D ?
门极电阻的阻值不能小于 “测试过的门极驱动电阻” 这个模块为 2 Ohm
Norbert Pluschke1001
7
如何选择正确的门极驱动电阻?
195A – max reverse recovery current
Norbert Pluschke1001
漏感造成的过压
t
v Co
L =− s
d × id C
Ev ,e
t r
t
r
a
s
y
h
o
28
o
软关断
当软关断时,必须外接一个短路电阻去和门极关断电阻串联
软关断 VGG-
RG on
RG off
软关断策略可以降低电压尖峰
RG off,
SC
vCE(t), iC(t) VCC IO
0 t
Norbert Pluschke1001
29
IGBT Driver Design Rules
采用合适的开通和关断电阻
考虑过压和反向恢复电流
IGBT门极和发射极的保护措施
必须进行防静电处理电路的保护措施
门极和发射极间的电阻– 4.7kOhm to 10kOhm 双向稳压二极管(16.8V – 17.5V) GE间加入小电容去掉振荡
Rg = 2 Ohm
两个分别用于开通和关断的门极驱动电阻
Ron = 2 Ohm Roff = 5 Ohm (降低过压尖峰)
开通电阻太小
避免出现振荡
Norbert Pluschke1001
8
确定IGBT的门极充电参数

IGBT自举的驱动方式与原理详解

IGBT自举的驱动方式与原理详解IGBT自举的驱动方式与原理详解作者：微叶科技时间：2015-11-20 10:51自举悬浮驱动电源大大简化了驱动电源设计，只用一路电源即可以完成上下桥臂两个功率开关器件的驱动驱动电路的抗干扰技术。

一、电平箝位自举驱动电路不能产生负偏压，如果用于驱动桥式电路，在半桥电感负载电路下运行，处于关断状态下的IGBT由于其反并联二极管的恢复过程，将承受集电极-发射极间电压的急剧上升。

此静态的du/dt 通常比IGBT关断时的上升率高。

由于电容密勒效应的影响，此du/di 在集电极-栅极间电容内产生电流，流向栅极驱动电路。

如图1-1所示。

虽然在关断状态下栅极电压U GE为零，由于栅极电路的阻抗（栅极限流电阻R G、引线电感L G），该漏电流使U GE增加，趋向于U GE(th)。

最恶劣的情况是使该电压达阀值电压，该IGBT将被开通，导致桥臂短路。

驱动电路输出阻抗不够小，沿栅极的灌入电流会在驱动电压上加上比较严重的毛刺干扰。

图1.1 du/dt对IGBT栅极电路的影响针对自举电路的不足，在实际应用中需对输出驱动电流进行改进，其改进方法是在栅极限流电阻上反并联一个二极管，但此方法在大功率下效果不太明显。

对于大功率IGBT，可采用图2-2所示的电路，在关断期间将栅极驱动电平箝位到零电平。

在桥臂上管开通期间，驱动信号使VT1导通、VT2截止。

上管关断期间，VT1截止，VT2基极呈高电平而导通，将上管栅极电位拉到低电平（三极管的饱和压降）。

这样，由于电容密勒效益产生的电流从VT2中流过，栅极驱动波形上的毛刺可以大大减小。

下管同理。

图2.2 带电平箱位功能自举驱动电路二、负压驱动电路在大功率IGBT驱动电路设计而中，各路驱动电源独立，集成驱动电流一般都有产生负压的功能，在IGBT关断期间在栅极上施加负电压，一般为-5V。

其作用也是为了增强IGBT关断的可靠性，防止由于电容密勒效益而造成IGBT误导通。

IGBT驱动原理

IGBT驱动原理目录一、简介二、工作原理三、技术现状四、测试方法五、选取方法简介：绝缘栅双极晶体管 IGBT 是第三代电力电子器件，安全工作，它集功率晶体管 GTR 和功率场效应管MOSFET 的优点于一身，具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高(10-40 kHz) 的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。

广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、 UPS 及逆变焊机当中。

IGBT 的驱动和保护是其应用中的关键技术。

1 IGBT 门极驱动要求1.1 栅极驱动电压因 IGBT 栅极 - 发射极阻抗大，故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动，但 IGBT 的输入电容较 MOSFET 大，所以 IGBT 的驱动偏压应比 MOSFET 驱动所需偏压强。

图 1 是一个典型的例子。

在+20 ℃情况下，实测 60 A ， 1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为 5 ～6 V ，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Ugc ≥ (1.5 ～ 3)Uge(th) ，当 Uge 增加时，导通时集射电压 Uce 将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程中 Uge 增加，集电极电流 Ic 也将随之增加，使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此 Ugc 的选择不应太大，这足以使 IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力 ( 在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用 IGBT 时， +Uge 在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力 ) 。

1.2 对电源的要求对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于 IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使 IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止 IGBT 关断时产生的 du/dt 误使 IGBT 导通，应加上一个 -5 V 的关栅电压，以确保其完全可靠的关断( 过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿，一般为 -2 ～ 10 V 之间 ) 。

IGBT门极驱动设计规范要求

IGBT门极驱动设计规范要求IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常用的功率开关器件，广泛应用于工业控制、电力电子和交通运输等领域。

IGBT门极驱动设计规范要求如下：1.输出电流能力：IGBT门极驱动器应具备足够的输出电流能力，以确保驱动IGBT的门极电流达到所需水平。

一般来说，IGBT驱动器的输出电流应远大于所驱动的IGBT的最小门极电流。

2.高电压隔离：由于IGBT控制端与功率电源之间存在高电压差，因此门极驱动器具备高电压隔离功能是必要的。

这可以通过选用具有高电压隔离能力的光耦合器或变压器来实现。

3.低电压开关和闭合时间：IGBT门极驱动器应具备较短的开关和闭合时间，以确保IGBT在导通和截止之间能快速切换，减少开关过渡过程中的功耗和损耗。

同时，快速开关和闭合时间还能降低电磁干扰和提高系统的响应速度。

4.强大的抗干扰能力：IGBT门极驱动器应具备强大的抗干扰能力，能够抵御电磁干扰、温度变化、电源波动等外部环境因素的影响。

这可以通过电源滤波、屏蔽和抗干扰电路的设计来实现。

5.安全保护措施：IGBT门极驱动器应具备多重安全保护措施，以确保系统的安全运行。

常见的安全保护功能包括过温保护、短路保护、过流保护和过压保护等。

这些保护功能可以通过无源或有源电路来实现。

6.可靠性和稳定性：IGBT门极驱动器应具备良好的可靠性和稳定性，能够在长期运行和恶劣环境条件下保持正常工作。

为了提高可靠性和稳定性，应选用高质量的器件和元器件，并进行充分的测试和验证。

7.低功耗和高效率：IGBT门极驱动器应具备低功耗和高效率的特点，以节省能源和提高系统的工作效率。

这可以通过优化电路设计、降低开关损耗和改进功率传输效率来实现。

8.应用灵活性：IGBT门极驱动器应具备较高的应用灵活性，能够适应不同的IGBT型号、功率级别和工作条件。

这可以通过提供丰富的接口和调节选项来实现。

9.低噪声和电磁兼容性：IGBT门极驱动器应具备低噪声和良好的电磁兼容性，能够减少电磁干扰和对其他电子设备的影响。

GateDriverRequirement西门康IGBT驱动详解

Ig.pulse = 2.9 A
@ Rg = 7 + R int
IoutAV = 13.9mA fsw = 10kHz VCE = 1200V
QG = 1390nC
Comparison with the parameters in the driver data sheet
Norbert Pluschke 07.10.2005
modular IPM using SEMiX®
SKYPER™ – more than a solution
solder directly in your main board
Norbert Pluschke 07.10.2005
20
Semikron Hong Kong
Selection of the right IGBT driver
Average current
Is related to the transformer
Power supply requirements
Norbert Pluschke 07.10.2005
11
Semikron Hong Kong
Examination of the peak gate current with minimum gate resistance
Average current (IoutAV) – power supply Gate pulse current (Ig.pulse) – most important at the applied switching frequency (fsw)
Demands for the gate driver
E.g. RG.on = RG.off = 7

Gate-Driver-Requirement(西门康IGBT驱动详解)说课讲解

How to find the right gate resistor ?
Norbert Pluschke 07.10.2005
3
Semikron Hong Kong
Trench Technology needs a smaller Gate charge
Driver has to provide a smaller Gate charge
Conditions for a safety operation
Norbert Pluschke 07.10.2005
2
195A – max reverse recovery current
Semikron Hong Kong
Rg = 7 Ohm
Two gate resistors are possible for turn on and turn off Ron = 7 Ohm Roff = 10 Ohm
reverse recovery current Diode should be -
1.5 x I diode by 80 degree case
130A x 1.5 = 195A
Design parameters: fsw = 10 kHz Rg = ?
Gate resistor in range of “test – gate resistor”
needs different gate charge
Norbert Pluschke 07.10.2005
6
Semikron Hong Kong
The suitable gate driver must provide the required
Gate charge (QG) – power supply of the driver must provide the average power

IGBT驱动基础学习知识原理

IGBT驱动原理目录一、简介二、工作原理三、技术现状四、测试方法五、选取方法简介：绝缘栅双极晶体管 IGBT 是第三代电力电子器件，安全工作，它集功率晶体管 GTR 和功率场效应管MOSFET 的优点于一身，具有易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高(10-40 kHz) 的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。

广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、 UPS 及逆变焊机当中。

IGBT 的驱动和保护是其应用中的关键技术。

1 IGBT 门极驱动要求1.1 栅极驱动电压因 IGBT 栅极 - 发射极阻抗大，故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动，但 IGBT 的输入电容较 MOSFET 大，所以 IGBT 的驱动偏压应比 MOSFET 驱动所需偏压强。

图 1 是一个典型的例子。

在+20 ℃情况下，实测 60 A ， 1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为 5 ～6 V ，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Ugc ≥ (1.5 ～ 3)Uge(th) ，当 Uge 增加时，导通时集射电压 Uce 将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程中 Uge 增加，集电极电流 Ic 也将随之增加，使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此 Ugc 的选择不应太大，这足以使 IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力 ( 在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用 IGBT 时， +Uge 在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力 ) 。

1.2 对电源的要求对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于 IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使 IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止 IGBT 关断时产生的 du/dt 误使 IGBT 导通，应加上一个 -5 V 的关栅电压，以确保其完全可靠的关断( 过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿，一般为 -2 ～ 10 V 之间 ) 。

IGBT栅极驱动电路的特性分析和应用

IGBT栅极驱动电路的特性分析和应用IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)栅极驱动电路是一种用于控制IGBT的电路，它的作用是提供适当的电压和电流来触发和控制IGBT的导通和关断。

IGBT是一种高压、高电流开关器件，广泛用于各种领域的电力电子应用中，如工业驱动、交流电动机控制、逆变器和电力转换等。

1.兼容性：IGBT栅极驱动电路能够兼容各种控制信号，包括模拟和数字输入信号，因此可以适应不同的控制系统和接口。

2.速度：IGBT栅极驱动电路具有快速的响应速度，能够实现IGBT的快速开关和损耗最小化。

3.保护功能：IGBT栅极驱动电路通常具有过电压、过电流和短路保护功能，以防止IGBT被损坏。

4.隔离性：IGBT栅极驱动电路通常具有电气隔离功能，可以防止高压和高电流的反馈信号对控制系统造成损坏。

5.驱动能力：IGBT栅极驱动电路能够提供足够的电流和电压来驱动IGBT的栅极，确保IGBT能够正常工作。

1.工业驱动：IGBT栅极驱动电路广泛应用于工业驱动系统中，如电动机控制、变频器和软启动器等。

它们能够提供可靠的IGBT控制，确保电机系统的高效运行和可靠性。

2.电力转换：IGBT栅极驱动电路常被用于各种电力转换器，如逆变器、换流器、交流到直流变换器等。

通过控制IGBT的导通和关断，实现对输入电源的有效转换和调整。

3.新能源应用：IGBT栅极驱动电路在新能源领域的应用日益增多，如太阳能逆变器、风力发电系统和电动汽车充电器等。

它们能够提供高效的能量转换和稳定的电源输出。

4.高压应用：IGBT栅极驱动电路适用于各种高压应用，如高压直流传输、电力系统稳定和电网电压调节等。

通过控制IGBT的导通和关断，确保高压系统的稳定性和安全性。

总结起来，IGBT栅极驱动电路具有兼容性、速度、保护功能、隔离性和驱动能力等特点，广泛应用于工业驱动、电力转换和新能源等领域。

它们能够提供可靠的IGBT控制，确保系统稳定和高效工作。

西门康IGBT驱动详解 ppt

SPT Technology needs more Gate charge compared to Trench Technology
Driver has to provide a higher Gate charge
Difference between Trench- and SPT Technology
IoutAV = P / U V = +Vg + [-Vg]
with P = E * fsw = QG * V * fsw
IoutAV = QG * fsw = 1390nC * 10kHz = 13.9mA
Absolute value
Calculation of the average current
1.5 x I diode by 80 degree case
130A x 1.5 = 195A
Design parameters: fsw = 10 kHz Rg = ?
Gate resistor in range of “test – gate resistor”
Conditions for a safety operation
Norbert Pluschke 07.10.2005
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Gate charge (QG) can be determined from fig. 6 of the SEMITRANS data sheet
The typical turn-on and
turn-off voltage of the
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Norbert Pluschke 07.10.2005
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Trench IGBT with same chip current
Semikron Hong Kong

IGBT驱动全参数计算详解

IGBT驱动参数计算详解大功率IGBT 模块在使用中驱动器至关重要，本文介绍在特定应用条件下IGBT门极驱动性能参数的计算方法，经验公式及有关CONCEPT 驱动板的选型标准，得出的一些参数值可以作为选择一款合适IGBT驱动器的基本依据。

1 门极驱动的概念IGBT存在门极-发射极电容Cge，门极-集电极电容Cgc，我们将IGBT的门极等效电容定义为Cg，门极驱动回路的等效电路如下图所示：其本质是：一个脉冲电压源向RC电路进行充放电，对于这个电压源，有2个物理量我们需要关心，1.它的功率；2.它的峰值电流。

2 驱动功率的计算驱动器是用来控制功率器件的导通和关断。

为了实现此功能，驱动器对功率器件的门极进行充电以达到门极开通电压VGE_on，或者是对门极进行放电至门极关断电压VGE_off。

门极电压的两种电平间的转换过程中，在驱动器门极驱动电阻及功率器件组成的回路中产生一定的损耗。

这个参数我们称为驱动功率PDRV。

驱动器必须根据其所驱动的功率器件所需的驱动功率来选择。

请注明出处.igbt8.驱动功率可以从门极电荷量QGate，开关频率fIN，以及驱动器实际输出电压摆幅ΔVGate 计算得出：P DRV = Q Gate * f IN * ΔV Gate (Eq. 1)备注：P DRV: 驱动器每通道输出功率；f IN: IGBT开关频率；Q Gate :IGBT门极电荷，可从规格书第一页查出，不同IGBT该数值不同；ΔV Gate:门极驱动电压摆幅，等于驱动正压+U 和负压–U 之间差值。

如果门极回路放置了一个电容CGE (辅助门极电容)，那么驱动器也需要对该电容进行充放电，如图1 所示：图1.带外接阻容的门级驱动只要CGE 在一个周期被完全的充放电，那么RGE 值并不影响所需驱动功率。

驱动功率可以从以下公式得出：P DRV = Q GATE * f IN *ΔV GATE + C GE * f IN*ΔV GATE2(Eq. 2)这个功率是每个IGBT 驱动时必须的，但门极的充放电是没有能量损失的，这个功率实际上损失在驱动电阻及外部电路中。