IGBT的基礎與運用

說說我個人的看法，對這個問題，定量的去計算得到整個時間非常困難，其實就是仿真也是通過數字建模之后進行實時計算的結果，這個模型與實際的條件進行對比也可能有很大的差距。

因此如果有人要核算整個柵極控制時序和時間，利用電容充電的辦法大致給出一個很粗略的結果是可以的，如果要精確的，算不出來。

對于門級電阻來說，每次開關都屬于瞬態功耗，可以使用以前介紹過的電阻的瞬態功率進行驗算吧。

電阻抗脈沖能力

我們選電阻的大小是為了提供足夠的電流，也是為了足夠自身散熱情況。

前級的三極管，這個三極管的速度要非常快，否則如果進入飽和的時間不夠短，在充電的時候將可能有鉗制作用，因此我對于這個電路的看法是一定要做測試。空載的和帶負載的，可能情況有很大的差異。

柵極驅動的改進歷程和辦法(針對米勒平臺關斷特性)

柵極電阻：其目的是改善控制脈沖上升沿和下降沿的斜率，并且防止寄生電感與電容振蕩，限制IGBT集電極電壓的尖脈沖值。

柵極電阻值小——充放電較快，能減小開關時間和開關損耗，增強工作的耐固性，避免帶來因dv/dt的誤導通。缺點是電路中存在雜散電感在IGBT上產生大的電壓尖峰，使得柵極承受噪聲能力小，易產生寄生振蕩。

柵極電阻值大——充放電較慢，開關時間和開關損耗增大。

一般的：開通電壓15V±10%的正柵極電壓，可產生完全飽和，而且開關損耗最小，當《12V時通態損耗加大，》20V時難以實現過流及短路保護。關斷偏壓-5到-15V目的是出現噪聲仍可有效關斷，并可減小關斷損耗最佳值約為-8～10V。

柵極參數對電路的影響

IGBT內部的續流二極管的開關特性也受柵極電阻的影響，并也會限制我們選取柵極阻抗的最小值。IGBT的導通開關速度實質上只能與所用續流二極管反向恢復特性相兼容的水平。柵極電阻的減小不僅增大了IGBT的過電壓應力，而且由于IGBT模塊中di/dt的增大，也增大了續流二極管的過壓極限。

柵極電阻與關斷變化圖

柵極驅動的印刷電路板布線需要非常注意，核心問題是降低寄生電感，對防止潛在的振蕩，柵極電壓上升速率，噪音損耗的降低，降低柵極電壓的需求或減小柵極保護電路的效率有較大的影響。

措施

因此將驅動至柵極的引線加粗，將之間的寄生電感減至最低?？刂瓢迮c柵極驅動電路需要防止功率電路和控制電路之間的電感耦合。

當控制板和IGBT控制端子不能直接連接時，考慮用雙股絞線(2轉/CM小于3CM長)或帶狀線，同軸線進行連接。

柵極保護

為了保險起見，可采用TVS等柵極箝位保護電路，考慮放置于靠近IGBT模塊的柵極和發射極控制端子附近。IGBT基礎與運用-2 中英飛凌的電路比較典型。

耦合干擾與噪聲

IGBT的開關會使用相互電位改變，PCB板的連線之間彼此不宜太近，過高的dv/dt會由寄生電容產生耦合噪聲。要減少器件之間的寄生電容，避免產生耦合噪聲。

由于IGBT等功率器件都存在一定的結電容，所以會造成器件導通關斷的延遲現象。雖然我們盡量考慮去降低該影響(提高控制極驅動電壓電流，設置結電容釋放回路等)。但是為了防止關斷延遲效應造成上下橋臂直通，因為一個橋臂未完全關斷，而另一橋臂又處于導通狀態，直通炸模塊后后果非常嚴重(最好的結果是過熱)。

死區時間(空載時間)設置

在控制中，人為加入上下橋臂同時關斷時間，以保證驅動的安全性。死區時間大，模塊工作更加可靠，但會帶來輸出波形的失真及降低輸出效率。死區時間小，輸出波形要好一些，只是會降低可靠性，一般為us級，典型數值在3us以上。

在汽車電子應用中，特別要注意環境溫度對toff的影響很大，使得toff延長，并且柵極電阻的加入也是的關斷時間受一定的影響，因此需要進行調整。

IGBT柵極引起的問題列表(紅色部分圈注的)：