门极驱动电路设计方法
一种利用并联mos管控制的驱动电路的制作方法
一种利用并联mos管控制的驱动电路的制作方法一种利用并联mos管控制的驱动电路的制作方法，包括以下步骤：
1. 在第一节点和第三节点之间设置第三导线。
2. 在第三导线上串联第一控制电阻，将第一控制电阻与栅极和源极形成并联关系，以放掉由于米勒效应导致mos管漏极充给栅极的漏极电荷，从而直接避免整个驱动电路门极电压升高，防止mos管误导通。
3. 在第二节点和第四节点之间设置第四导线。
4. 在第四导线上串联瞬态二极管，从而将瞬态二极管与源极和地之间形成并联关系，以吸收由于开关切换产生的瞬态电压，防止mos管被击穿。
以上步骤仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。
门极可关断晶闸管的驱动
门极可关断晶闸管的驱动门极可关断晶闸管(GTO)可以用正门极电流开通和负门极电流关断。
在工作机理上，开通时与一般晶闸管基本相同，关断时则完全不一样。
因此需要具有特别的门极关断功能的门极驱动电路。
抱负的门极驱动电流波形如图2-29所示，驱动电流波形的上升沿陡度、波形的宽度和幅度、及下降沿的陡度等对GTO的特性有很大影响。
GTO门极驱动电路包括门极开通电路、门极关断电路和门极反偏电路。
对GTO 而言，门极掌握的关键是关断。
(1) 门极开通电路GTO的门极触发特性与一般晶闸管基本相同，驱动电路设计也基本全都。
要求门极开通掌握电流信号具有前沿陡、幅度高、宽度大、后沿缓的脉冲波形。
脉冲前沿陡有利于GTO的快速导通，一般dIGF/dt 为5～10A/μs；脉冲幅度高可实现强触发，有利于缩短开通时间，削减开通损耗；脉冲有足够的宽度则可保证阳极电流牢靠建立；后沿缓一些可防止产生振荡。
(2) 门极关断电路已导通的GTO用门极反向电流来关断，反向门极电流波形对GTO 的平安运行有很大影响。
要求关断掌握电流波形为前沿较陡、宽度足够、幅度较高、后沿平缓。
一般关断脉冲电流的上升率dIGR/dt取10～50A/μs，这样可缩短关断时间，削减关断损耗，但dIGR/dt过大时会使关断增益下降，通常的关断增益为3～5，可见关断脉冲电流要达到阳极电流的1/5～1/3，才能将GTO关断。
当关断增益保持不变，增加关断掌握电流幅值可提高GTO的阳极可关断力量。
关断脉冲的宽度一般为120μs左右。
图1 抱负的GTO门极驱动电流波形(3) 门极反偏电路由于结构缘由，GTO与一般晶闸管相比承受du/dt的力量较差，如阳极电压上升率较高时可能会引起误触发。
为此可设置反偏电路，在GTO正向阻断期间于门极上施加负偏压，从而提高电压上升率du/dt 的力量。
门极驱动板原理简单说明
门极驱动板原理说明香港地铁门极驱动板主要为逆变器IGBT模块提供各IGBT管的门极驱动电路，并为IGBT管提供故障检测功能。
该板由三相完全相同的电路组成（R相，S相，T相），每一相有A、B两路分别对应每一相的上管与下管。
下面取其中一相（T相）进行说明：T相电路主要由三个功能块构成：1. 门极驱动板电源电路；为门极驱动提供电源。
2. 门极驱动板脉冲分配电路；控制T相上管与下管的开通关断时间，死区时间及最小导通时间等。
3. 门极驱动板故障检测电路。
当某管通过电流过大时能及时检测到，并采取对该管的保护措施。
下面分别对以上三个功能进行详细描述：1.门极驱动板电源电路门极驱动板电源电路主要为IGBT管提供+15V及-6V的门极导通，关断电源，同时也为门极驱动板上各芯片提供工作电源。
该板通过变压器T21及T22实现高压端与低压端的隔离，其中变压器T21的次边电路为TB管提供电源，变压器T22的次边电路为TA管提供电源。
由于变压器T21的次边电路与变压器T22的次边电路完全相同，所以就以变压器T21的原边及次边电路为例进行说明：1.1 门极驱动板变压器T21的原边端电路（即低电压端电路）该电路如图1所示：图1该电路主要由PWM 控制器D15，场效应管驱动器N13及场效应管V10,V11构成，为变压器次边提供电源。
当D15芯片(PWM 控制器)的15脚输入+15V 电压时，此芯片开始工作，在其输出口11脚（OUTA ）与14脚(OUTB)产生如图2所示电压波形：图2电容C123，C124上的电压通过变压器T21，T22的原边及场效应管V11放电。
当OUTB(D15-14)脚输出高电平时, 场效应管驱动器 N13-5脚输出低电平，场效应管V10导通；此时OUTA(D15-11)脚输出低电平，场效应管V11关断。
15V 电压通过场效应管V10，变压器T21，T22的原边对电容C123,C124进行充电。
OUTA 与OUTB 间的死区时间T 用于防止场效应管V10，V11的同时导通。
GTO驱动电路
门极可关断晶闸管GTO驱动电路1.电力电子器件驱动电路简介电力电子器件的驱动电路是指主电路与控制电路之间的接口，可使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。
一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现。
驱动电路的基本任务：按控制目标的要求施加开通或关断的信号；对半控型器件只需提供开通控制信号；对全控型器件则既要提供开通控制信号；又要提供关断控制信号。
门极可关断晶闸管简称GTO, 是一种通过门极来控制器件导通和关断的电力半导体器件，它的容量仅次于普通晶闸管，它应用的关键技术之一是其门极驱动电路的设计。
门极驱动电路设计不好，常常造成GTO晶闸管的损坏，而门极关断技术应特别予以重视。
门极可关断晶闸管GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。
2.GTO驱动电路的设计要求由于GTO是电流驱动型，所以它的开关频率不高。
GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分，可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合式两种类型。
用理想的门极驱动电流去控制GTO 的开通和关断过程，以提高开关速度，减少开关损耗。
GTO要求有正值的门极脉冲电流，触发其开通；但在关断时，要求很大幅度的负脉冲电流使其关断。
因此全控器件GTO的驱动器比半控型SCR复杂。
门极电路的设计不但关系到元件的可靠导通和关断, 而且直接影响到元件的开关时间、开关损耗, 工作频率、最大重复可控阳极电流等一系列重要指标。
门极电路包括门极开通电路和门极关断电路。
GTO对门极开通电路的要求:GTO的掣住电流比普通晶闸管大得多, 因此在感性负载的情况下, 脉冲宽度要大大加宽。
此外, 普通晶闸管的通态压降比较小, 当其一旦被触发导通后, 触发电流可以完全取消, 但对于GTO, 即使是阻性负载, 为了降低其通态压降, 门极通常仍需保持一定的正向电流, 因此, 门极电路的功耗比普通品闸管的触发电路要大的多。
sic mosfet驱动及保护电路设计
撒电机MICROMOTORS第52卷第12期2019年 12月Vol. 52. No. 12Dec. 2019SiC MOSFET 驱动及保护电路设计柳舟洲(西安微电机研究所，西安710077)摘 要：SiC MOSFET 器件具有高耐压、低导通电阻、高频等优良特性，工业应用中具有明显优势，发展快速。
本文首先阐述了 SiC MOSFET 主要特性，分析了驱动电路的特点，并给出了基于分立器件的驱动及保护电路设计。
基于CREE 公司最新第三代器件，设计了驱动电路，并通过双脉冲电路及桥臂直通电路测试验证所设计的SiC 器件门极驱动电路参数及短路保护电路参数的准确性和合理性。
关键词：SiC MOSFET ； |'1极参数；双脉冲测试；桥臂直通短路中图分类号：TP272 文献标志码：A 文章编号：1001-6848(2019)12-0070-04Design of SiC MOSFET Driver and Protect CircuitLIU Zhouzhou(Xi' an Micromotor Research Institute , Xi 1 an 710077 , China )Abstract : SiC MOSFET devices have high voltage , low on ・resistance , high frequency and other excellentcharacteristics. SiC MOSFET develops rapidly in industrial application with obvious advantages. The design of driving function circuit based on discrete devices were given. Based on the latest third generation devices ofCREEE , the driving circuit was designed. The accuracy of driving parameters and characteristics for gate driv ing circuit of SiC device were verified by double pulse circuit test and ami shoot through short circuit test. Key words : SiC MOSFET ； driving parameters ； double pulse circuit test ； arm shoot through short circuito 引言SiC （碳化硅）是一种由硅（Si ）和碳（C ）构成的宽禁带半导体材料，绝缘击穿场强是Si 的10倍，带隙 是Si 的3倍，被认为是一种超越Si 极限的功率器件用材料。
一种基于ir2113的buck驱动电路设计
• 207•ELECTRONICS WORLD ・技术交流Buck 电路作为开关电源的基础拓扑电路，buck 开关管的驱动电路不能直接驱动，需要与输入电源地隔离，本文介绍了一种buck 驱动电路，采用自举电路，能应用在直流电压600V 的降压电路中。
拓展了buck 电路在高压输入非隔离降压电路中的应用。
1.引言在开关电源技术朝着高功率密度、高效率、小体积、低损耗的发展方向下下，buck 、boost 、buck-boost 电路作为基础拓扑电路，依然广泛应用在广大电路设计中。
buck 电路的开关管作为输入输出的降压的执行器件，其驱动电路需要与输入地隔离。
可以采用驱动变压器驱动，但稳定性、噪声、和延迟限制了广泛应用，一种浮动芯片驱动电路技术能解决buck 电路驱动，可靠性高、噪声低、延迟小（ns 级）。
2.相关电路2.1 buck电路buck 电路特性和驱动电路浮动驱动特点，进行如下分析：Buck 降压电路，采用较高的直流电压到较低的直流电压模式，即DC/DC 模式，输出电压低于输入电压。
Buck 电路拓扑结构框图如图1所示。
图1 Buck结构图2.3 浮动驱动电路驱动buck 电路功率管，使用IR2113高端门极驱动，低端悬空。
电路图如图3所示。
3.电路分析Buck 浮动驱动电路设计，通过IR2113把PWM 信号转换成浮地信号。
可以驱动输入电压至600V 的高压电路不共地的功率管，解决了buck 电路功率管开关不共地无法直接驱动的问题。
3.1 IR2113应用分析IR2113输入和输出共地，自举浮地的电容选型，可以选用低ESR 和低ESL 及温度特性好的钽电容。
VCC 和VB 之间加快速续流二极管。
芯片工作电压VDD 和驱动电压VCC 分别供电。
3.2 应用电路分析电源芯片产生PWM 信号，经过IR2113处理，产生浮动驱动信号，驱动高压端功率管开或者关闭，再通过外围电路，反馈给控制芯片，控制PWM 信号，进而实现降压（见图4）。
大功率GTO门极驱动电路的优化设计与仿真分析
第１ 期
２ １ 电路 的工 作原理 ．
李双 美 ， ： 等 大功 率 Ｇ Ｏ 门板 驱动 电路 的优化 设计 与仿 真 分析 Ｔ
・ ９・ ３
源 Ｖ 、 关 Ｑｌ电感 Ｌｌ 开 关 Ｑ３ 成 的 回路 ， 开 、 和 组 产 生一 个 逐 渐 增 加 、 斜 率 不 变 的 电流 通 过 Ｇ Ｏ 门 阴 且 Ｔ 极 ， ＧＴ 使 Ｏ迅 速 导 通 ． ｔ 时 间 内 ， 在 ｌ 电阻 支路 的 电流 保持 不变 ， 电感支路 的 电流 逐渐 增加 ． 而
积小 、 出 电流 大 、 路简单 ． 输 线
３利用 电容储 能 作 为可 变 驱 动 电源 ， 利 于 提供 ） 有
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ６—０ ３—１ ８
图 １ ＧＴ 门极 驱 动 电 路 Ｏ
作者简介：李双美（ ９ ２一）女 ， １６ ， 辽宁大连人 ， 副教授 ， 硕士
维普资讯
上述 各种 措 施 均 可 从 某 一 方 面 改 善 驱 动 电 路性
体器件 随着 高电压 、 大功率 Ｇ Ｏ器 件的不断 问世 ， Ｔ
使 其在 牵引 动力 、 风机 、 泵 和冶金 轧钢 的变频 调速 系 水
统 中获 得 了越 来 越 广 泛 的 应 用 ． 外 ， 直 流 斩 波 、 此 在
２ 通 态期 ．ｌ ） ｔ 以后 ， （ — Ｍｏ ） 开 ， 时通 Ｑ２Ｐ Ｓ断 Ｑｌ
１开通 过 程 ． 输 入 信 号 （ ） ） 在 Ｖｉ的上 升沿 ， 很 短 在
的 ｔ时间内， 、 、 ｌ Ｑｌ Ｑ２ Ｑ３同时 闭合 ． 个很 大 的脉 冲 一 前沿 电流 经直流 电源 Ｖ 开关 Ｑ２ 和开关 Ｑ３ Ａ Ｉ 注 ＇ － ］ 极 ， 大小 为 ＝ Ｖ 其 ． 此 同时 ， 一个 由直 流 电 与 另
GTO驱动电路
GTO驱动电路门极可关断晶闸管GTO驱动电路1.电⼒电⼦器件驱动电路简介电⼒电⼦器件的驱动电路是指主电路与控制电路之间的接⼝，可使电⼒电⼦器件⼯作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减⼩开关损耗，对装置的运⾏效率、可靠性和安全性都有重要的意义。
⼀些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现。
驱动电路的基本任务：按控制⽬标的要求施加开通或关断的信号；对半控型器件只需提供开通控制信号；对全控型器件则既要提供开通控制信号；⼜要提供关断控制信号。
门极可关断晶闸管简称GTO, 是⼀种通过门极来控制器件导通和关断的电⼒半导体器件，它的容量仅次于普通晶闸管，它应⽤的关键技术之⼀是其门极驱动电路的设计。
门极驱动电路设计不好，常常造成GTO晶闸管的损坏，⽽门极关断技术应特别予以重视。
门极可关断晶闸管GTO的电压、电流容量较⼤，与普通晶闸管接近，因⽽在兆⽡级以上的⼤功率场合仍有较多的应⽤。
2.GTO驱动电路的设计要求由于GTO是电流驱动型，所以它的开关频率不⾼。
GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分，可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合式两种类型。
⽤理想的门极驱动电流去控制GTO 的开通和关断过程，以提⾼开关速度，减少开关损耗。
GTO要求有正值的门极脉冲电流，触发其开通；但在关断时，要求很⼤幅度的负脉冲电流使其关断。
因此全控器件GTO的驱动器⽐半控型SCR复杂。
门极电路的设计不但关系到元件的可靠导通和关断, ⽽且直接影响到元件的开关时间、开关损耗, ⼯作频率、最⼤重复可控阳极电流等⼀系列重要指标。
门极电路包括门极开通电路和门极关断电路。
GTO对门极开通电路的要求:GTO的掣住电流⽐普通晶闸管⼤得多, 因此在感性负载的情况下, 脉冲宽度要⼤⼤加宽。
此外, 普通晶闸管的通态压降⽐较⼩, 当其⼀旦被触发导通后, 触发电流可以完全取消, 但对于GTO, 即使是阻性负载, 为了降低其通态压降,门极通常仍需保持⼀定的正向电流, 因此, 门极电路的功耗⽐普通品闸管的触发电路要⼤的多。
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。
MOSFET驱动电路的设计与仿真
MOSFET驱动电路的设计与仿真摘要：MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为一种常见的功率开关元件，广泛应用于电路的开关和驱动控制中。
本文将介绍MOSFET驱动电路的设计与仿真过程，包括驱动电路的选型、电路的设计和电路的性能分析等。
一、驱动电路的选型在选择驱动电路时，需要考虑以下几个因素：1. 驱动电路的电压要能满足MOSFET的驱动要求。
通常，MOSFET的门极电压（Vgs）需要在规定的范围内才能正常工作。
2.驱动电路的电流要能满足MOSFET的驱动要求。
MOSFET的门极电流（Ig）需要足够大才能迅速充放电。
3.驱动电路的速度要能满足应用场景的需求。
驱动电路的响应速度需要足够快以确保MOSFET的正常开关操作。
4.驱动电路的成本要能够接受。
驱动电路的成本包括电路的制作、元件的购买等。
二、电路的设计根据选型的结果，可以开始设计驱动电路。
以下是驱动电路设计的几个关键步骤：1.选择适合的驱动电源。
电源的选择需要根据电路的工作电压和电流要求来确定。
一般来说，可以选择开关电源或者稳压电源。
2.选择合适的驱动电路拓扑结构。
驱动电路常见的拓扑结构包括共射极、共集极和共基极。
选择适合的拓扑结构需要考虑MOSFET的特性，如集电极功率损耗、输出电压的放大倍数等。
3.选择合适的驱动电路元件。
驱动电路元件包括电阻、电容和三极管等。
选取合适的元件需要考虑电压和电流的要求、响应速度和成本等因素。
4.进行电路的原理图设计。
根据选取的驱动电源、拓扑结构和元件，绘制驱动电路的原理图。
5.进行电路的PCB布局设计。
根据原理图，将电路元件进行布局，保证电路的稳定性和可靠性。
三、电路的仿真在完成电路设计后，可以利用电路仿真软件进行电路的性能分析和验证。
通过仿真可以评估电路的各种性能参数，如频率响应、电压和电流波形、功率损耗等。
在进行仿真前，需要建立电路的仿真模型。
根据电路的原理图和元件参数，建立仿真模型。
利用仿真软件进行电路性能分析。
高速MOSFET门极驱动电路的设计应用指南
高速MOSFET门极驱动电路的设计应用指南一、背景介绍二、设计步骤及要点1.确定MOSFET型号和工作条件：根据实际应用需求，选择合适的MOSFET型号，并确定其工作电压和电流。
这些参数将直接影响到驱动电路的设计。
2.确定驱动电源电压和电流：根据MOSFET的特性参数，选择合适的驱动电源电压和电流。
一般来说，高速应用中通常需要较高的电源电压和电流，以确保MOSFET能够迅速开关。
3.选择驱动芯片或设计驱动电路：根据以上参数，选择合适的驱动芯片或自行设计驱动电路。
常用的驱动芯片有IR2110、TC4420等，可以根据实际应用需求选择合适的芯片。
4.进行驱动电路的布局和连接：根据驱动芯片或电路设计，进行布局和连接。
注意保持短而稳定的门极连接线路，尽量减小电流环路和电磁干扰。
5.添加保护电路：考虑MOSFET的过电流、过压等保护问题，设计相应的保护电路，以确保MOSFET的安全工作。
6.进行仿真和测试：通过仿真软件进行仿真分析，验证电路设计是否满足要求。
同时，进行实际测试，检查电路的性能和稳定性。
三、高速MOSFET门极驱动电路的典型设计示例下图为一种常用的高速MOSFET门极驱动电路设计示例，以IR2110为例：[电路图]该驱动电路可实现高速的MOSFET开关控制，具有较高的转换效率和可靠性。
其中VCC为驱动电源电压，VDD为MOSFET的工作电源电压，VIN为控制信号输入端，VD为MOSFET的漏极电压，R1和R2为限流电阻，D1为反向恢复二极管。
四、设计注意事项1.选择合适的驱动芯片或自行设计驱动电路时，要充分考虑芯片的最大驱动电流和工作频率等参数，以确保其满足实际应用需求。
2.在设计驱动电路时，要注意尽量减小电流回路和电磁干扰，保持稳定的门极连接线路。
3.添加合适的保护电路，以保护MOSFET免受过电流、过压等故障的影响。
4.在设计完成后，进行仿真分析和实际测试，检查电路的性能和稳定性，并及时进行调整和改进。
两种常见的MOSFET驱动电路设计
两种常见的MOSFET驱动电路设计MOSFET驱动电路是一种常见的电路设计，用于控制和驱动MOSFET晶体管的工作。
MOSFET驱动电路的设计能够确保MOSFET的开关速度，其选择和设计影响到整个电路的性能和可靠性。
以下是两种常见的MOSFET驱动电路设计。
1.单级放大器驱动电路单级放大器驱动电路是一种简单而常见的MOSFET驱动电路设计。
它包含一个放大器和一个偏置电源电路。
其输入端连接到信号源，输出端连接到MOSFET的门极。
当输入信号施加到放大器时，放大器将信号放大至足够高的电压，以控制MOSFET的开关。
单级放大器驱动电路的优点是简单，易于设计和实现。
然而，它可能存在驱动能力不足的问题。
因此，在应用中通常需要考虑额外的电流放大器或放大器级联来增加驱动能力。
2.高侧驱动电路高侧驱动电路是另一种常见的MOSFET驱动电路设计。
高侧驱动电路用于控制高侧（负载连接在电源正极的一侧）MOSFET。
它需要一个额外的电源电路和驱动电路来实现。
高侧驱动电路通常包含一个电源电路，用于提供MOSFET的驱动电压。
该电源电路可以是一个开关电源或线性调节电源。
驱动电路通常由电流源、驱动变压器和栅极驱动电路组成。
电流源用于提供驱动电路所需的电流，驱动变压器用于隔离输入信号源和MOSFET，以减小信号干扰和保护信号源。
高侧驱动电路的优点是能够驱动高侧MOSFET，使其能够正常工作。
然而，高侧驱动电路的设计复杂，需要考虑保护电路和故障检测电路，以确保其可靠性和安全性。
除了以上两种常见的MOSFET驱动电路设计，还有其他一些特殊应用的驱动电路，例如三相桥式驱动电路、半桥和全桥驱动电路等。
这些电路设计根据具体应用需求和性能要求可能有所不同，但基本的驱动原理和设计方法是相似的。
总之，MOSFET驱动电路设计是一项重要而复杂的工作，旨在保证MOSFET工作的可靠性和性能。
根据具体的应用需求和性能要求，选择合适的驱动电路设计，并考虑保护措施和故障检测电路，以确保电路的可靠性和安全性。
晶闸管的门极驱动电路和缓冲电路
晶闸管的门极驱动电路和缓冲电路1、晶闸管对触发电路的基本要求①触发信号可以是沟通、直流或脉冲，为了减小门极的损耗，触发信号常采纳脉冲形式。
②触发脉冲应有足够的功率。
触发电压和触发电流应大于晶闸管的门极触发电压和门极触发电流。
③触发脉冲应有足够的宽度和陡度。
触发脉冲的宽度一般应保证晶闸管阳极电流在脉冲消逝前能达到擎住电流，使晶闸管导通，这是最小的允许宽度。
一般触发脉冲前沿陡度大于10V/μs或800mA/μs。
④触发脉冲的移相范围应能满意变换器的要求。
例如，三相半波整流电路，在电阻性负载时，要求移相范围为150°；而三相桥式全控整流电路，电阻负载时移相范围为120°。
2、触发电路的型式触发电路可分为模拟式和数字式两种，阻容移相桥、单结晶体管触发电路、锯齿波移相电路和正弦波移相电路均属于模拟式触发电路；而用数字规律电路乃至于微处理器掌握的移相电路则属于数字式触发电路。
3、爱护电路(1)晶闸管的缓冲电路常采纳在晶闸管的阴阳极并联RC缓冲器，用来防止晶闸管两端过大的du/dt造成晶闸管的误触发，其中电阻R也能减小晶闸管开通时电容C的放电电流。
(2)晶闸管的爱护晶闸管在使用时，因电路中电感的存在而导致换相过程产生Ldi/dt,又因容性的存在或设备自身运行中消失短路、过载等故障，所以其过电压、过电流爱护显得尤为重要。
晶闸管的派生器件双向晶闸管（Triode AC Switch——TRIAC或Bidirectional triode thyristor）是一对反并联联接的一般晶闸管的集成。
有两个主电极T1和T2，一个门极G。
在第Ｉ和第III象限有对称的伏安特性。
不用平均值而用有效值来表示其额定电流值。
逆导晶闸管：是将晶闸管和整流管制作在同一管芯上的集成元件。
具有正向压降小、关断时间短、高温特性好、额定结温高等优点。
光控晶闸管：利用肯定波长的光照信号掌握的开关器件。
其结构也是由P1N1P2N2四层构成。
gate driver工作原理
gate driver工作原理Gate driver是一种用于驱动功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的集成电路。
其主要功能是控制MOSFET的门极电压，从而控制电流的流动。
Gate driver的工作原理涉及到其内部电路设计和控制策略，下面将详细介绍。
Gate driver的设计主要考虑到以下几个方面：1. 高速开关：Gate driver需要能够快速开关MOSFET的门极电压，以控制其导通和截止。
为了实现高速开关，Gate driver通常会采用高性能的驱动电路，如高性能放大器和快速充放电电路。
2. 波形控制：Gate driver还需要能够控制MOSFET的门极电压波形，以确保MOSFET的可靠工作。
在开启和关闭过程中，需要提供适当的电压斜率，以避免过渡过程中的电压和电流峰值。
3. 电流放大：由于MOSFET的输入电容很大，为了保证驱动电流的稳定和高速，Gate driver通常会采用电流放大电路，将输入信号放大到足够的电流水平，以驱动MOSFET的门极。
Gate driver的内部电路通常由以下几个关键部分组成：1. 输入电阻：为了接收控制信号，Gate driver通常具有高阻抗输入电阻。
输入电阻通常由高性能放大器和电阻网络组成，以实现高速和稳定的信号传输。
2. 输出级：Gate driver的输出级通常由快速开关的MOSFET和驱动电路组成。
驱动电路负责控制输出级的导通和截止，以确保MOSFET的可靠工作。
3. 电流放大器：为了提供足够的驱动电流，Gate driver通常会采用电流放大电路。
电流放大器负责将输入信号放大到足够的电流水平，以驱动输出级。
4. 反馈电路：为了确保MOSFET的可靠工作，Gate driver通常还会配备反馈电路，用于监测输出电压和电流。
反馈电路可以用于保护MOSFET免受过电压和过电流的损害，并提供系统故障保护功能。
在Gate driver的工作过程中，通常会应用以下控制策略：1. 脉宽调制（PWM）：PWM控制策略通常用于调节MOSFET的导通时间，以实现精确的电流控制。
MOS管的门极驱动电路
MOS管的门极驱动电路 1) 直接驱动 电阻R1的作用是限流和抑制寄生振荡，一般为10ohm到100ohm，R2是为关断时提供放电回路的；稳压二极管D1和D2是保护MOS管的门极和源极；二极管D3是加速MOS的关断。
2) 互补三极管驱动 当MOS管的功率很大时，而PWM芯片输出的PWM信号不足已驱动MOS管时，加互补三极管来提供较大的驱动电流来驱动MOS管。
PWM为高电平时，三极管Q3导通，驱动MOS管导通；PWM为低电平时，三极管Q2导通，加速MOS管的关断； 电阻R1和R3的作用是限流和抑制寄生振荡，一般为10ohm到100ohm，R2是为关断时提供放电回路的；二极管D1是加速MOS的关断。
3) 耦合驱动（利用驱动变压器耦合驱动） 当驱动信号和功率MOS管不共地或者MOS管的源极浮地的时候，比如Buck变换器或者双管正激变换器中的MOS管，利用变压器进行耦合驱动如右图： 驱动变压器的作用： 1. 解决驱动MOS管浮地的问题； 2. 解决PWM信号与MOS管不共地的问题； 3. 一个驱动信号可以分成两个驱动信号； 4. 减少干扰。
IGCT门极驱动电路的原理分析
1,-.关断后，图 " 中 的 !# 继 续 处 于 闭 合 状 态，门极和阴极之间有)$! 反向电压，使1,-. 处 于可靠关断状态。
极换向晶闸管即由此得名），也就是在阳极 E/E晶 体管实现前，阴极的 /E/ 晶体管已停止发射。综 上所述，"#$开通瞬时处于 /E/ 晶体管状态；导通 时为晶闸管状态；关断瞬间处于 E/E晶体管状态； 截止时也为 E/E晶体管状态。
# !"#$门极驱动电路
#&" 门极驱动单元框图 门极驱动单元方框图如图%所示。
［参 考 文 献］
［4］李洪剑，王志强，余世科*1,-. 及1,-. 变频器［5］*半 导体技术，)$$"，)6（/）：7636)*
［作者简介］
郑小刚（46()8），男，工程师，安徽理工大学在读工程硕 士研究生，现工作于上海铁路局阜阳车辆段。
［收稿日期：)$$/8$"84#］
1,-.是在传统 ,.0技术基础上发展起来的，
图$ 开通脉冲电流波形
!2$2! 硬驱动关断
如图-所示电路，当将 ".开通时，电容 (对门 极反向放电，将&’() 关断。由于电路的极低电感 （3到#345 取决于&’() 的型号）和大电容器组， &’() 对门6阴极端的电磁噪音不敏感。 !884与5&的’ 万(电方)感数相和据比更较小，的传电统容的器’)组7。驱动装置大约有
图3 通态门极驱动原理图
IGBT驱动电路设计
IBGT驱动电路设计我们设计了一种基于光耦HCPL-316J的IGBT驱动电路。
实验证明该电路具有良好的驱动及保护能力。
下面是此IBGT驱动电路的原理分析：绝缘门极双极型晶体管(Isolated Gate Bipolar Transistor简称IGBT)是复合了功率场效应管和电力晶体管的优点而产生的一种新型复合器件，具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好驱动电路简单、通态电压低、耐压高和承受电流大等优点，因此现今应用相当广泛。
但是IGBT 良好特性的发挥往往因其栅极驱动电路设计上的不合理，制约着IGBT的推广及应用。
因此本文分析了IGBT对其栅极驱动电路的要求，设计一种可靠，稳定的IGBT驱动电路。
IGBT驱动电路特性及可靠性分析门极驱动条件IGBT的门极驱动条件密切地关系到他的静态和动态特性。
门极电路的正偏压uGS、负偏压-uGS和门极电阻RG的大小，对IGBT的通态电压、开关、开关损耗、承受短路能力及du/dt电流等参数有不同程度的影响。
其中门极正电压uGS的变化对IGBT的开通特性，负载短路能力和duGS/dt电流有较大的影响，而门极负偏压对关断特性的影响较大。
同时，门极电路设计中也必须注意开通特性，负载短路能力和由duGS/dt电流引起的误触发等问题。
根据上述分析，对IGBT驱动电路提出以下要求和条件：(1)由于是容性输出输出阻抗；因此IBGT对门极电荷集聚很敏感，驱动电路必须可靠，要保证有一条低阻抗的放电回路。
(2)用低内阻的驱动源对门极电容充放电，以保证门及控制电压uGS有足够陡峭的前、后沿，使IGBT的开关损耗尽量小。
另外，IGBT开通后，门极驱动源应提供足够的功率，使IGBT不至退出饱和而损坏。
(3)门极电路中的正偏压应为+12～+15V；负偏压应为-2V～-10V。
(4)IGBT 驱动电路中的电阻RG对工作性能有较大的影响，RG较大，有利于抑制IGBT 的电流上升率及电压上升率，但会增加IGBT 的开关时间和开关损耗；RG较小，会引起电流上升率增大，使IGBT 误导通或损坏。
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第7章 门极驱动电路设计方法
目录
1. 驱动条件和主要特性的关系..............................................................................7-2 2. 关于驱动电流 ...................................................................................................7-3 3. 空载时间的设定................................................................................................7-5 4. 驱动电路的具体实例 ........................................................................................7-6 5. 驱动电路设计、实际安装的注意事项 ...............................................................7-7
本章中对 IGBT 的门极驱动电路的设计手法进行说明。
7-1
第 7 章 门极驱动电路设计方法
1 驱动条件和主要特性的关系
表 7-1 表述了 IGBT 的驱动条件与主要特性的关系。由于 IGBT 的主要特性是随 VGE、RG 变化的，需要配 合装置的设计目标进行设定。
表 7-1 IGBT 的驱动条件与主要特性
图 7-2 驱动电路原பைடு நூலகம்图以及电压电流波形
驱动电流的峰值 IGP 可由以下近似式求取。
I GP
=
+VGE + −VGE RG + Rg
+VGE：正偏压电源电压
–VGE：反偏压电源电压
RG：驱动电路的门极电阻
Rg：模块内部的门极电阻
表 7-2 所示为 U 系列 IGBT 模块内部门极电阻的一例。
表 7-2 U 系列 IGBT 模块内部的门极电阻值
(1) 交换特性在开通和关断时均依存于 RG，RG 越大，交换时间和交换损耗就越大，但交换时的浪涌电 压变小。
(2) dv/dt 误触发在 RG 较大时变得不太容易发生。 (3) 虽然 N 系列的 IGBT 的 RG 越大，短路最大耐受量会增加，但由于电流限制值减少，因此，必须注
意将装置的过电流跳闸水平设定在该限制值以下。当 RG 为标准门极电阻值（Tj=25℃）时，电流限 制最小值为额定电流值的 2 倍左右。 请在注意以上依存性的前提下，选定最适合的门极驱动条件。
(1) 请将 VGE 设计在 G-E 间最大额定电压 VGES=±20V max.的范围内。 (2) 电源电压的变动推荐在±10%范围内。 (3) IGBT 的关断特性依存于-VGE，特别是集电极电流开始关断部分的特性在很大程度上依存于-VGE。
因此，-VGE 越大，关断交换时的时间和损耗越小。
7-2
VGE (V)
+VGE (V)
Q g ：充放电电荷量
Q (C) -VGE
图 7-1 门极充电电荷量特性（动态输入特性）
7-3
第 7 章 门极驱动电路设计方法
高速光耦合器
+VGE
+
ig
Rg
RG
vGE
+
-VGE
光耦合器 vGE ig
ON
OFF
Vth
ＩGP ＩGP 充电电荷量
+VGE -VGE
放电电荷量
1.1 门极正偏压电压：+VGE（导通期间） 门极正偏压电压+VGE 的推荐值为+15V，下面说明+VGE 设计时应注意的事项。
(1) 请将+VGE 设计在 G-E 间最大额定电压 VGES=±20V max.的范围内。 (2) 电源电压的变动推荐在±10%范围内。 (3) 导通期间的 C-E 间饱和电压（VCE（sat））随+VGE 变化，+VGE 越高饱和电压越低。 (4) +VGE 越高，开通交换时的时间和损耗越小。 (5) +VGE 越高，开通时（FWD 反向恢复时）的对置支路越容易产生浪涌电压。 (6) 即使是在 IGBT 断开的时间段内，由于 FWD 的反向恢复时的 dv/dt 会发生误动作，形成脉冲状的
集电极电流，从而产生不必要的发热。这种现象被称为 dv/dt 误触发，+VGE 越高越容易发生。 (7) 在 U 系列的 IGBT 的情况下，+VGE 越高，短路电流值越高。 (8) +VGE 越高，短路最大耐受量越小。
1.2 门极反偏压电压：-VGE（阻断期间） 门极反偏压电压-VGE 的推荐值为-5V 到-15V。下面说明-VGE 设计时应注意的事项。
第 7 章 门极驱动电路设计方法 (4) dv/dt 误触发在-VGE 小的情况下也有发生，所以至少要设定在-5V 以上。尤其是门极配线长的情况
下要注意。 1.3 门极电阻：RG 门极电阻 RG 的数值，在说明书中用测定交换特性时的标准门极电阻值表示。请将该值当做门极电阻 RG 的大 致标准。以下说明 RG 设计时应注意的事项。
2 关于驱动电流
IGBT 具有 MOS 门极构造，在交换时为了对该门极进行充放电，需要门极电流（驱动电流）从中流过。图 7-1 表示门极充电电荷量的特性。门极充电电荷量特性表示驱动 IGBT 所必要的电荷量，在计算平均驱动电流和 驱动电力时使用。图 7-2 表示驱动电路的原理图和电压电流波形。驱动电路的原理是通过开关 S1、S2 交替 转换正偏压电源和反偏压电源，转换时对门极充放电的电流为驱动电流，图 7-2 中以电流波形所表示的面积 （斜线部分)与图 7-1 中的充放电电荷量相等。
主要特性 VCE(sat)
+VGE 上升 减小
–VGE 上升 －
RG 上升 －
ton Eon
toff Eoff 开通浪涌电压
减小 － 增加
－ 减小 －
增加 增加 减小
关断浪涌电压
－
增加
减小
dv/dt 误触发
增加
减小
减小
电流限制值
增加
－
减小
短路最大耐受量
降低
－
增加(减小)*1
放射杂波
增加
－
减小
*1： 在 N 系列 IGBT 中内置有过电流限制电路。这种情况下，对于 RG 的上升，短路最 大耐受量也增加。