門極驅動電路

1. 門極驅動器方案哪家比較好

我們一直合作的是安森美半導體，可以介紹給你。安森美半導體廣泛的門極驅動器陣容可用於多種應用，而且他們為了支持門極驅動器方案快速評估和測試，開發了含一個即插即用基板和一系列採用安森美半導體門極驅動方案的迷你驅動器板評估硬體的生態系統.

2. IGBT的門極電容可以人為改變嗎

本發明專利技術提出了一種IGBT模塊門極驅動電阻等效調節電路，包括IGBT模塊、MCU、第一光耦和驅動模塊，MCU與第一光耦之間連接有第一電阻，驅動模塊與IGBT模塊之間連接有門極驅動電阻，在第一光耦與驅動模塊之間具有積分電路，積分電路包括積分電路等效電阻和第一電容，通過改變積分電路等效電阻的阻值，調節積分電路的時間常數，實現對門極驅動電阻的等效調節。本發明專利技術的IGBT模塊門極驅動電阻等效調節電路能夠對門極驅動電阻的等效阻值進行調節，無需人工更改門極驅動電阻就能驅動不同功率的IGBT模塊，優化了IGBT模塊的工作狀態。
【技術實現步驟摘要】
一種IGBT模塊門極驅動電阻等效調節電路
本專利技術涉及電路設計
，特別涉及一種IGBT模塊門極驅動電阻等效調節電路。
技術介紹
IGBT（，絕緣柵雙極型晶體管）是80年代中期問世的一種復合型電力電子器件,從結構上說，相當於一個由MOSFET（，金屬-氧化物-半導體場效晶體管）驅動的厚基區的BJT（BipolarJunctionTransistor，雙極結型晶體管）,IGBT既有MOSFET的快速響應、高輸入阻抗、熱穩定性好、驅動電路簡單的特性，也具備BJT的電流密度高、通態壓降低，耐壓高的特性，被廣泛應用於電力電子設備中。目前，常用的IGBT模塊的驅動有EXB841、A316J、M57962等電路，這些電路都採用光耦隔離驅動，如圖1所示，圖中U1為MCU（MicroControlUnit，微控制單元），U2為高速光電耦合器件，三極體Q1和三極體Q2為驅動IGBT模塊的功率晶體管，R1為光耦驅動的限流電阻器，R2為三極體Q1和三極體Q2的耦合電阻，R5為IGBT模塊門極驅動電阻，R6為IGBT模塊門極放電、防靜電電阻，ZD1、ZD2為門極驅動過壓保護穩壓二極體。該電路的工作原理是：MCUU1的輸出脈寬調制波形埠PWM_1發出的驅動信號經過電阻R1推動光電耦合器件U2工作，光電耦合器件U2發出控制信號經電阻R2推動三極體Q1和三極體Q2工作，使三極體Q1和三極體Q2發出IGBT模塊驅動信號，該驅動信號經門...

3. IGBT柵極驅動電路的驅動電流應該設多少

對於大功率IGBT，選擇驅動電路基於以下的參數要求：器件關斷偏置、門極電荷、耐固性和電源情況等。門極電路的正偏壓VGE負偏壓-VGE和門極電阻RG的大小，對IGBT的通態壓降、開關時間、開關損耗、承受短路能力以及dv/dt電流等參數有不同程度的影響。門極驅動條件與器件特性的關系見表1。柵極正電壓 的變化對IGBT的開通特性、負載短路能力和dVcE/dt電流有較大影響，而門極負偏壓則對關斷特性的影響比較大。在門極電路的設計中，還要注意開通特性、負載短路能力和由dVcE/dt 電流引起的誤觸發等問題(見表1)。
表1 IGBT門極驅動條件與器件特性的關系
由於IGBT的開關特性和安全工作區隨著柵極驅動電路的變化而變化，因而驅動電路性能的好壞將直接影響IGBT能否正常工作。為使IGBT能可靠工作。IGBT對其驅動電路提出了以下要求。
1)向IGBT提供適當的正向柵壓。並且在IGBT導通後。柵極驅動電路提供給IGBT的驅動電壓和電流要有足夠的幅度，使IGBT的功率輸出級總處於飽和狀態。瞬時過載時，柵極驅動電路提供的驅動功率要足以保證IGBT不退出飽和區。IGBT導通後的管壓降與所加柵源電壓有關，在漏源電流一定的情況下，VGE越高，VDS儺就越低，器件的導通損耗就越小，這有利於充分發揮管子的工作能力。但是， VGE並非越高越好，一般不允許超過20 V，原因是一旦發生過流或短路，柵壓越高，則電流幅值越高，IGBT損壞的可能性就越大。通常，綜合考慮取+15 V為宜。
2)能向IGBT提供足夠的反向柵壓。在IGBT關斷期間，由於電路中其他部分的工作，會在柵極電路中產生一些高頻振盪信號，這些信號輕則會使本該截止的IGBT處於微通狀態，增加管子的功耗。重則將使調壓電路處於短路直通狀態。因此，最好給處於截止狀態的IGBT加一反向柵壓(幅值一般為5～15 V)，使IGBT在柵極出現開關雜訊時仍能可靠截止。
3)具有柵極電壓限幅電路，保護柵極不被擊穿。IGBT柵極極限電壓一般為+20 V，驅動信號超出此范圍就可能破壞柵極。
4)由於IGBT多用於高壓場合。要求有足夠的輸入、輸出電隔離能力。所以驅動電路應與整個控制電路在電位上嚴格隔離，一般採用高速光耦合隔離或變壓器耦合隔離。
5)IGBT的柵極驅動電路應盡可能的簡單、實用。應具有IGBT的完整保護功能，很強的抗干擾能力，且輸出阻抗應盡可能的低。

4. 可關斷晶閘管門極驅動電路的概念

使可關斷晶閘管根據信號的要求導通或關斷的門極控制電路。用於控制電版力電子電路中的可關斷權晶閘管的通斷。對可關斷晶閘管門極驅動電路的一般要求是：當信號要求可關斷晶閘管導通時，驅動電路提供上升率足夠大的正門極脈沖電流,其幅度視晶閘管容量不同在0.1到幾安培的范圍內變化，其寬度應保證可關斷晶閘管可靠導通；當信號要求可關斷晶閘管關斷時，驅動電路提供上升率足夠大的負門極脈沖電流，脈沖幅度要求大於可關斷晶閘管陽極電流的五分之一，脈沖寬度應大於可關斷晶閘管的關斷時間和尾部時間。

5. IGBT門極驅動，電阻選擇

IGBT門極峰值電流一般通過公式△V/(gint+gext)計算的。
一般驅動電路設計會對門極電阻進行分開設置，如設置開通門極電阻和關斷門極電阻
如果要求IGBT門極充電電流峰值低於門極放電電流峰值一般是從IGBT的開關損耗考慮的；IGBT的關斷的時候拖尾電流比較長，會引起比較大的關斷損耗，增大IGBT的門極放電電流峰值會加快IGBT的關斷，減少關斷損耗，但這有一個不好的地方就是過快的關斷速度會引起關斷瞬間IGBT的C、E兩端尖峰過大而引起的過壓擊穿。
所以並不是所有的IGBT驅動電路都是要求IGBT門極充電電流峰值低於門極放電電流峰值，具體要看你的拓撲、IGBT型號選擇、散熱器散熱效果，使用環境如高壓或者低壓。有些公司設計的驅動電路是IGBT門極充電電流峰值高於門極放電電流峰值主要是折中考慮，因為在高壓使用環境中，過快的關斷時間引起的過壓尖峰是很大的，通過減少IGBT的門極放電電流，增加放電時間，可以減少IGBT的關斷應力，但增加IGBT關斷損耗，可以通過改善散熱器的功能實現。
至於門極電阻怎樣計算，一般是參考IGBT說明書給定的參考值，選擇參考值附近的電阻，然後通過△V/(gint+gext)計算是否在合理范圍內，如過大，但驅動板的驅動電源功率不夠，會引起門極驅動信號振盪；充電過快會引起IGBT承受短路過流能力下降；放電過快會引起關斷電壓尖峰；綜合考慮選擇合適的電阻

6. 安森美門極驅動器的陣容如何

電源轉換的主要動力是開關：功率MOSFET、IGBT、寬禁帶(WBG)半導體器件、SiC MOSFET和氮化鎵(GaN)高電子遷移率晶體管(HEMT)。在大多數拓撲中，這些晶體管以kHz至MHz的頻率開和關。 這就是用到門極驅動器的地方。每個開關都有一個門。門極電壓控制開關是打開還是關斷。門極驅動器用於控制電源開關的門極電壓，但比這復雜得多。
門極驅動器的核心功能是：

1）放大來自控制器的邏輯（開/關）信號，以提供足夠的驅動電流，以所需的速度導通或關斷晶體管，以及

2）提供從邏輯到門極，特別是高邊晶體管的電平轉換。

更多功能可包括直通保護，欠壓和過壓鎖定，過流檢測，去飽和檢測和電氣隔離。

門極驅動器的選擇會影響能效，可靠性，安全性和方案尺寸。

安森美半導體廣泛的門極驅動器陣容可用於多種應用，如手機、無線設備，太陽能逆變器和儲能。

門極驅動功能也集成到控制器中，用於PFC或LED照明等應用。門極驅動器可以採用單、雙、高-低、半橋、H橋、甚至三相逆變器拓撲等。 圖1所示為半橋門極驅動器的框圖。

圖1：結隔離的半橋門極驅動器框圖

為了支持門極驅動器方案的快速評估和測試，我們開發了評估硬體的生態系統。這個生態系統含一個即插即用基板和一系列採用安森美半導體門極驅動方案的迷你驅動器板。

該評估系統使系統設計人員能夠快速比較不同門極驅動器與特定電源開關的動態性能。可以更改門極電阻，自舉器件和門極負載，以優化開關曲線。 迷你驅動器板是獨立的門極驅動器方案，具有一個或多個安森美半導體器件（圖2）。

圖2：子卡

這些板設計為直接插入基板或易於替換為現有的應用板。圖3顯示了幾種架構，其中迷你驅動器板已連接以驅動採用TO-247封裝的開關。

圖3：迷你驅動器板架構

安森美半導體提供用於各種應用和市場的門極驅動器，並提供多種選項以精確滿足系統需求。我們的產品有用於工業、高性能計算和電信環境的性能、可靠性和能效。

安森美半導體以全面的電源開關和相應的門極驅動器陣容，提供完整的系統方案以滿足任何設計需求。

7. 可關斷晶閘管門極驅動電路的分類

根據對驅動可關斷晶閘管的特性或容量、應用的場合、電路電壓、工作頻率、要求的可靠性和價格等方面的不同要求，有各式各樣的門極驅動電路。

8. 晶閘管門極驅動電流多大

要看你要驅動多大規格的可控硅（晶閘管）了。
一般50A的可控硅，門極觸發電流大致在十幾mA到50mA之間。
除觸發電流外，觸發電壓也需要考慮合適。

9. IGBT的驅動電路有什麼特點

IGBT(Insulated
Gate
Bipolar
Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極體)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,
兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用於直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。
輸出特性與轉移特性：
IGBT的伏安特性是指以柵極電壓VGE為參變數時，集電極電流IC與集電極電壓VCE之間的關系曲線。IGBT的伏安特性與BJT的輸出特性相似，也可分為飽和區I、放大區II和擊穿區III三部分。IGBT作為開關器件穩態時主要工作在飽和導通區。IGBT的轉移特性是指集電極輸出電流IC與柵極電壓之間的關系曲線。它與MOSFET的轉移特性相同，當柵極電壓VGE小於開啟電壓VGE(th)時，IGBT處於關斷狀態。在IGBT導通後的大部分集電極電流范圍內，IC與VGE呈線性關系。
IGBT與MOSFET的對比：
MOSFET全稱功率場效應晶體管。它的三個極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。
主要優點：熱穩定性好、安全工作區大。
缺點：擊穿電壓低，工作電流小。
IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管，是MOSFET和GTR(功率晶管)相結合的產物。它的三個極分別是集電極(C)、發射極(E)和柵極(G)。
特點：擊穿電壓可達1200V，集電極最大飽和電流已超過1500A。由IGBT作為逆變器件的變頻器的容量達250kVA以上，工作頻率可達20kHz。
IGBT是Insulated
Gate
Bipolar
Transistor(絕緣柵雙極型晶體管)的縮寫，IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復合而成的一種器件，其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP晶體管，它融合了這兩種器件的優點，既具有MOSFET器件驅動功率小和開關速度快的優點，又具有雙極型器件飽和壓降低而容量大的優點，其頻率特性介於MOSFET與功率晶體管之間，可正常工作於幾十kHz頻率范圍內，在現代電力電子技術中得到了越來越廣泛的應用，在較高頻率的大、中功率應用中占據了主導地位。
若在IGBT的柵極和發射極之間加上驅動正電壓，則MOSFET導通，這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態而使得晶體管導通；若IGBT的柵極和發射極之間電壓為0V，則MOS
截止，切斷PNP晶體管基極電流的供給，使得晶體管截止。IGBT與MOSFET一樣也是電壓控制型器件，在它的柵極—發射極間施加十幾V的直流電壓，只有在uA級的漏電流流過，基本上不消耗功率。

10. 可關斷晶閘管門極驅動電路的結構與工作原理

可關斷晶閘管門極驅動電路，包括門極開通電路和門極關斷電路。某些場合還包括虛線所示的門極反偏電路，以增加抗干擾能力。門極開通電路為可關斷晶閘管提供開通時的正門極脈沖電流。一種門極開通電路，當導通信號電壓是高電平時，晶體管G1導通，其發射極電流即作為觸發電流流入可關斷晶閘管門極。門極關斷電路為可關斷晶閘管提供關斷時的負門極脈沖電流。一種門極關斷電路，當關斷信號來時，晶閘管G2導通。負電壓E2通過G2加到可關斷晶閘管的門極，抽取門極電流。當可關斷晶閘管T關斷後,門極恢復阻斷，門極電流降為零，G2也恢復阻斷。圖2c是完整的雙電源門極驅動電路。