承受较高的开通电流上升率.一般情况下IGBT开关电路的集电极不需要串联电感,其开通损耗可以通过改善栅极驱动条件来加以控制.
7 IGBT的关断缓冲吸收电路
为了使IGBT关断过电压能得到有效的抑制并减小关断损耗,通常都需要给IGBT主电路设置关断缓冲吸收电路.IGBT的关断缓冲吸收电路分为充放电型和放电阻止型.
充放电型有RC吸收和RCD吸收2种.如图6所示.
(a)RC型 (b)RCD型 图 6 充 放 电 型 IGBT缓 冲 吸 收 电 路
RC吸收电路因电容C的充电电流在电阻R上产生压降,还会造成过冲电压.RCD电路因用二极管旁路了电阻上的充电电流,从而克服了过冲电压.
图7是三种放电阻止型吸收电路.放电阻止型缓冲电路中吸收电容Cs的放电电压为电源电压,每次关断前,Cs仅将上次关断电压的过冲部分能量回馈到电源,减小了吸收电路的功耗.因电容电压在IGBT关断时从电源电压开始上升,它的过电压吸收能力不如RCD型充放电型.
(a)LC型 (b)RLCD型 (c)RLCD型 图7 三 种 放 电 阻 止 型 吸 收 电 路
从吸收过电压的能力来说,放电阻止型吸收效果稍差,但能量损耗较小.
对缓冲吸收电路的要求是:
1)尽量减小主电路的布线电感La;
2)吸收电容应采用低感吸收电容,它的引线应尽量短,最好直接接在IGBT的端子上;
3)吸收二极管应选用快开通和快软恢复二极管,以免产生开通过电压和反向恢复引起较大的振荡过电压. 8 结语
本文对IGBT的驱动和保护技术进行了详细的分析,得出了设计时应注意几点事项:
——IGBT由于有集电极-栅极寄生电容的密勒效应影响,能引起意外的电压尖峰损害,所以设计时应让栅极电路的阻抗足够低以尽量消除其负面影响.
——栅极串联电阻和驱动电路内阻抗对IGBT的开通过程及驱动脉冲的波形都有很大影响.所以设计时应综合考虑.
——应采用慢降栅压技术来控制故障电流的下降速率,从而抑制器件的dv/dt和uce的峰值,达到短路保护的目的.
——在工作电流较大的情况下,为了减小关断过电压,应尽量减小主电路的布线电感,吸收电容器应采用低感型.
参考文献
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[4] 李爱文,张承慧.现代逆变技术及其应用[M].北京:科学出版社,2000.
[5] 丁浩华.带电流和短路保护的IGBT驱动电路研究[J].电力电子技术[J],1997,31(1).
作者简介
蒋怀刚(1975-),男,硕士研究生,主要研究方向为逆变电源及电力电子技术.
李乔(1977-),女,硕士研究生,主要研究方向为电源及电力电子技术
何志伟(1954-),男,教授,主要研究方向为高频开关电源及电力电子技术.