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igbt驱动电路中栅极电阻rg的作用及选取方法
作者: 发布日期:2018/09/29 关注次数:570

igbt驱动电路中栅极电阻rg的作用及选取方法  

一、栅极电阻rg的作用

 

  1、消除栅极振荡

 

  绝缘栅器件(igbt、mosfet)的栅射(或栅源)极之间是容性结构,栅极回路的寄生电感又是不可避免的,如果没有栅极电阻,那栅极回路在驱动器驱动脉冲的激励下要产生很强的振荡,因此必须串联一个电阻加以迅速衰减。

 

  2、转移驱动器的功率损耗

 

  电容电感都是无功元件,如果没有栅极电阻,驱动功率就将绝大部分消耗在驱动器内部的输出管上,使其温度上升很多。

 

  3、调节功率开关器件的通断速度

 

  栅极电阻小,开关器件通断快,开关损耗小;反之则慢,同时开关损耗大。但驱动速度过快将使开关器件的电压和电流变化率大大提高,从而产生较大的干扰,严重的将使整个装置无法工作,因此必须统筹兼顾。

 

  二、栅极电阻的选取

 

  1、栅极电阻阻值的确定

 

  各种不同的考虑下,栅极电阻的选取会有很大的差异。初试可如下选取:

 
不同品牌的igbt模块可能有各自的特定要求,可在其参数手册的推荐值附近调试。
 

  2、栅极电阻功率的确定

 

  栅极电阻的功率由igbt栅极驱动的功率决定,一般来说栅极电阻的总功率应至少是栅极驱动功率的2倍。

 

  igbt栅极驱动功率 p=fuq,其中:

 

  f 为工作频率;

 

  u 为驱动输出电压的峰峰值;

 

  q 为栅极电荷,可参考igbt模块参数手册。

 

  例如,常见igbt驱动器(如tx-ka101)输出正电压15v,负电压-9v,则u=24v,

 

  假设 f=10khz,q=2.8uc

 

  可计算出 p=0.67w ,栅极电阻应选取2w电阻,或2个1w电阻并联。

 

  三、设置栅极电阻的其他注意事项

 

  1、尽量减小栅极回路的电感阻抗,具体的措施有:

 

  a) 驱动器靠近igbt减小引线长度;

 

  b) 驱动的栅射极引线绞合,并且不要用过粗的线;

 

  c) 线路板上的 2 根驱动线的距离尽量靠近;

 

  d) 栅极电阻使用无感电阻;

 

  e) 如果是有感电阻,可以用几个并联以减小电感。

 

  2、igbt 开通和关断选取不同的栅极电阻

 

  通常为达到更好的驱动效果,igbt开通和关断可以采取不同的驱动速度,分别选取rgon和rgoff(也称 rg 和 rg- )往往是很必要的。

 

  igbt驱动器有些是开通和关断分别输出控制,只要分别接上rgon和rgoff就可以了。

 

  有些驱动器只有一个输出端,这就要在原来的rg 上再并联一个电阻和二极管的串联网络,用以调节2个方向的驱动速度。

 

  3、在igbt的栅射极间接上rge=10-100k 电阻,防止在未接驱动引线的情况下,偶然加主电高压,通过米勒电容烧毁igbt。所以用户最好再在igbt的栅射极或mosfet栅源间加装rge。

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