电力电子应用技术第十讲驱动与保护

IGBT(MOSFET)驱动技术
Ø IXDD404原理框图 Ø 短路试验连接图
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
IGBT(MOSFET)驱动技术
Ø TC428基本原理框图
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
IGBT(MOSFET)驱动技术
Ø IGBT驱动电路要求：
1. 采用正负值驱动电压向栅源极供电，保证 开关管可靠开通和关断。
驱动电路与功率器件一起工作，成为弱电 控制强电的关键。
电力电子应用技术第十讲驱动与保护驱动电Βιβλιοθήκη 概述Ø 一般驱动电路的特点：
1. 电气隔离 2. 驱动功率 3. 检测保护 4. 故障反馈 5. 集成度与可靠性
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
Ø 常用的驱动电路实物展示：
驱动电路概述
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
2SD315 原理框图
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
Ø SKHI22A
IGBT(MOSFET)驱动技术
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
Ø 6SD312
IGBT(MOSFET)驱动技术
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
IGBT(MOSFET)驱动技术 Ø IGBT(MOSFET)驱动电路设计实例 1. 在开始设计之前全面了解所选器件的参数 2. 在线路设计阶段必须进行热设计,保证器
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
晶闸管与IGCT驱动技术
Ø 晶闸管与IGCT同属于闸流管类；IGBT和 MOSFET属于晶体管类。
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
晶闸管与IGCT驱动技术 Ø 晶闸管驱动
门极触发电路要求： 1. 保证脉冲宽度 2. 保证脉冲幅度和陡度 3. 保证脉冲功率
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
1、Ciss对驱动电路影响最大 2、Coss对输出电压的波形有影响。 3、Crss使得漏极的电压变化对门极产生影响。
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
3.3 IGBT(MOSFET)驱动技术
ØSTEP2.功率损耗计算
1、确定输入电容CIN CIN ≈ 3---5• CISS 2、输入电容储存能量W
W = ½ • CIN• ∆V2 3、驱动器件所需功率P
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
驱动电路概述
Ø 驱动电路与功率器件连接展示：
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
驱动电路概述 Ø驱动电路基本原理：
按照控制信号到功率器件门控极的连接方 式分为直接驱动和隔离驱动
直接驱动法
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
驱动电路概述
光电耦合隔离驱动方式
变压器隔离驱动方式
IGBT(MOSFET)驱动技术
Ø MOSFET驱动电路要求：
1. 开关管开通瞬时, 提供足够大电流使MOSFET栅源极 电压迅速上升,保证开关管快速开通且不存在上升沿高 频振荡;
2. 开关管导通期间保证MOSFET栅源极间电压保持稳定 3. 关断瞬间能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET
栅源极间电容电压的快速泄放,保证开关管能快速关断 4. 关断期间驱动电路最好能提供一定的负电压避免受到
两路驱动集成模块
3. 6SD312、 SKHI61 六路驱动集成模块
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
Ø 厚膜驱动电路
IGBT(MOSFET)驱动技术
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
Ø M57962L原理图
IGBT(MOSFET)驱动技术
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
Ø 集成驱动模块
IGBT(MOSFET)驱动技术
干扰产生误导通
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
IGBT(MOSFET)驱动技术 ØMOSFET驱动
常用的MOS驱动器： IR2110 自举隔离 IXDD404 相同两路 TC428 互补两路
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
IGBT(MOSFET)驱动技术
Ø IR2110典型连接电路
基本原理框图
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
2. 降低驱动电路阻抗，以提高栅极充电放电 速度，从而提高逆变主回路和控制电路的 开关速度。
3. 保证主电路与控制电路隔离。具有较强的 抗干扰能力。
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
IGBT(MOSFET)驱动技术 Ø 常用IGBT驱动器
1. M57962L 、EXB841 单路驱动厚膜电路 2. 2SD315、SKHI22AH4
件工作在安全工作区 3. 尽量缩短开关时间，将开关损耗降到最低
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
3.3 IGBT(MOSFET)驱动技术
➢STEP1. 器件选型
除了了解器件的耐压电流 等容量参数，还需特别注意 寄生电容和引线电感对开关 波形的影响
Ciss=Cgs+Cgd Crss=Cgd Coss=Cgd+Cds
P = fc • CIN • ∆V2
或者 P = fc • Q • ∆V
4、确定门极输入电流IG
IG ≈ ∆V / RG
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
IGBT(MOSFET)驱动技术
Ø 设计一个工作频率5khz，200A电流耐量的 IGBT驱动电路。（BSM200GB120DN2)
1、CIN ≈ 3---5• CISS ≈5 • 13 nF,= 65nF 2、P = fc • CIN • ∆V2 = 5k • 65n • 900 = 0.2925W 3、IG ≈ ∆V / RG= 30/4.7=6.4A 4、设计IGBT驱动电压为+15V，考虑驱动电路 的自身损耗，驱动功率加上0.5--1w的余量
电力电子应用技术第十 讲驱动与保护
2020/11/27
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
Ø 驱动电路概述 Ø 晶闸管与IGCT驱动技术 Ø MOSFET与IGBT驱动电路设计应用 Ø 半导体器件应用中的保护技术
电力电子应用技术第十讲驱动与保护
驱动电路概述
驱动电路是连系控制信号与功率信号的桥 梁，是控制电路与主电路的接口。要充分发挥 功率器件的优良性能，就必须了解驱动电路的 特点。
IGBT(MOSFET)驱动技术
Ø MOS与IGBT是门控电压型器件，工作频率 相对较高。驱动电路功率要求较低，频率要 求较高。
Ø 对于小功率低压的MOSFET，一般可以直接 驱动或者通过带自举电路的供电方式进行电 压隔离工作
Ø 对于中大功率高压IGBT，一般采用电磁或光 电隔离的驱动方式工作
电力电子应用技术第十讲驱动与保护