在实际应用中,IGBT 的 uge 幅值也影响着饱和导通压降:uge 增加,饱和导通电
压将减小。由于饱和导通电压是 IGBT 发热的主要原因之一,因此必须尽量减小。
通常 uge 为 15~18V,若过高,容易造成栅极击穿。一般取 15V。IGBT 关断时给
其栅极-发射极加一定的负偏压有利于提高 IGBT 的抗骚扰能力,通常取 5~
10V。
3栅极串联电阻对栅极驱动波形的影响
栅极驱动电压的上升、下降速率对 IGBT 开通关断过程有着较大的影响。IGBT
的 MOS 沟道受栅极电压的直接控制,而 MOSFET 部分的漏极电流控制着双极部分
的栅极电流,使得 IGBT 的开通特性主要决定于它的 MOSFET 部分,所以 IGBT 的
开通受栅极驱动波形的影响较大。IGBT 的关断特性主要取决于内部少子的复合速
率,少子的复合受 MOSFET 的关断影响,所以栅极驱动对 IGBT 的关断也有影响。
在高频应用时,驱动电压的上升、下降速率应快一些,以提高 IGBT 开关速率降
低损耗。
在正常状态下 IGBT 开通越快,损耗越小。但在开通过程中如有续流二极管的反
向恢复电流和吸收电容的放电电流,则开通越快,IGBT 承受的峰值电流越大,越
容易导致 IGBT 损害。此时应降低栅极驱动电压的上升速率,即增加栅极串联电阻
的阻值,抑制该电流的峰值。其代价是较大的开通损耗。利用此技术,开通过程的
电流峰值可以控制在任意值。
由以上分析可知,栅极串联电阻和驱动电路内阻抗对 IGBT 的开通过程影响较大,
而对关断过程影响小一些,串联电阻小有利于加快关断速率,减小关断损耗,但过
小会造成 di/dt 过大,产生较大的集电极电压尖峰。因此对串联电阻要根据具体设
计要求进行全面综合的考虑。
栅极电阻对驱动脉冲的波形也有影响。电阻值过小时会造成脉冲振荡,过大时脉
冲波形的前后沿会发生延迟和变缓。IGBT 的栅极输入电容 Cge 随着其额定电流容
量的增加而增大。为了保持相同的驱动脉冲前后沿速率,对于电流容量大的 IGBT
器件,应提供较大的前后沿充电电流。为此,栅极串联电阻的电阻值应随着 IGBT
电流容量的增加而减小。
4IGBT 的驱动电路
IGBT 的驱动电路必须具备 2 个功能:一是实现控制电路与被驱动 IGBT 栅极的
电隔离;二是提供合适的栅极驱动脉冲。实现电隔离可采用脉冲变压器、微分变压
器及光电耦合器。
图 3 为采用光耦合器等分立元器件构成的 IGBT 驱动电路。当输入控制信号时,
光耦 VLC 导通,晶体管 V2 截止,V3 导通输出+15V 驱动电压。当输入控制信号