IGBT模塊外接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)電阻選取方法
一、柵極電阻Rg的作用
1、消除柵極振蕩
絕緣柵器件(IGBT、MOSFET)的柵射(或柵源)極之間是容性結(jié)構(gòu)，柵極回路的寄生電感又是不可避免的，如果沒有柵極電阻，那柵極回路在驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)脈沖的激勵(lì)下要產(chǎn)生很強(qiáng)的振蕩，因此必須串聯(lián)一個(gè)電阻加以迅速衰減。
2、轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)器的功率損耗
電容電感都是無(wú)功元件，如果沒有柵極電阻，驅(qū)動(dòng)功率就將絕大部分消耗在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的輸出管上，使其溫度上升很多。
3、調(diào)節(jié)功率開關(guān)器件的通斷速度
柵極電阻小，開關(guān)器件通斷快，開關(guān)損耗小;反之則慢，同時(shí)開關(guān)損耗大。但驅(qū)動(dòng)速度過快將使開關(guān)器件的電壓和電流變化率大大提高，從而產(chǎn)生較大的干擾，嚴(yán)重的將使整個(gè)裝置無(wú)法工作，因此必須統(tǒng)籌兼顧。
? ?二、柵極電阻的選取
1、柵極電阻阻值的確定
各種不同的考慮下，柵極電阻的選取會(huì)有很大的差異。初試可如下選取:
說明:不同品牌的IGBT模塊可能有各自的特定要求，可在其參數(shù)手冊(cè)的推薦值附近調(diào)試。
2、柵極電阻功率的確定
柵極電阻的功率由IGBT柵極驅(qū)動(dòng)的功率決定，一般來說柵極電阻的總功率應(yīng)至少是柵極驅(qū)動(dòng)功率的2倍。
IGBT柵極驅(qū)動(dòng)功率 P=FUQ，其中:
其中，F(xiàn) 為工作頻率;
U 為驅(qū)動(dòng)輸出電壓的峰峰值;
Q為柵極電荷，可參考IGBT模塊參數(shù)手冊(cè)。
例如，常見IGBT驅(qū)動(dòng)器(如TX-KA101)輸出正電壓15V，負(fù)電壓-9V，則U=24V，
假設(shè) F=10KHz，Q=2.8uC
可計(jì)算出 P=0.67w?，柵極電阻應(yīng)選取2W電阻，或2個(gè)1W電阻并聯(lián)。
? ?三、設(shè)置柵極電阻的其他注意事項(xiàng)
1、盡量減小柵極回路的電感阻抗，具體的措施有:
a) 驅(qū)動(dòng)器靠近IGBT減小引線長(zhǎng)度;
b) 驅(qū)動(dòng)的柵射極引線絞合，并且不要用過粗的線;
c) 線路板上的 2 根驅(qū)動(dòng)線的距離盡量靠近;
d) 柵極電阻使用無(wú)感電阻;
e) 如果是有感電阻，可以用幾個(gè)并聯(lián)以減小電感。
2、IGBT 開通和關(guān)斷選取不同的柵極電阻
通常為達(dá)到更好的驅(qū)動(dòng)效果，IGBT開通和關(guān)斷可以采取不同的驅(qū)動(dòng)速度，分別選取 Rgon和Rgoff(也稱 Rg+ 和 Rg- )往往是很必要的。
IGBT驅(qū)動(dòng)器有些是開通和關(guān)斷分別輸出控制，只要分別接上Rgon和Rgoff就可以了。
有些驅(qū)動(dòng)器只有一個(gè)輸出端，這就要在原來的Rg上再并聯(lián)一個(gè)電阻和二極管的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，用以調(diào)節(jié)2個(gè)方向的驅(qū)動(dòng)速度。
3、在IGBT的柵射極間接上Rge=10-100K 電阻，防止在未接驅(qū)動(dòng)引線的情況下，偶然加主電高壓，通過米勒電容燒毀IGBT。驅(qū)動(dòng)板常見型號(hào)上已經(jīng)有Rge了，但考慮到上述因素，用戶最好再在IGBT的柵射極或MOSFET柵源間加裝Rge。
