门极驱动电路

1. 门极驱动器方案哪家比较好

我们一直合作的是安森美半导体，可以介绍给你。安森美半导体广泛的门极驱动器阵容可用于多种应用，而且他们为了支持门极驱动器方案快速评估和测试，开发了含一个即插即用基板和一系列采用安森美半导体门极驱动方案的迷你驱动器板评估硬件的生态系统.

2. IGBT的门极电容可以人为改变吗

本发明专利技术提出了一种IGBT模块门极驱动电阻等效调节电路，包括IGBT模块、MCU、第一光耦和驱动模块，MCU与第一光耦之间连接有第一电阻，驱动模块与IGBT模块之间连接有门极驱动电阻，在第一光耦与驱动模块之间具有积分电路，积分电路包括积分电路等效电阻和第一电容，通过改变积分电路等效电阻的阻值，调节积分电路的时间常数，实现对门极驱动电阻的等效调节。本发明专利技术的IGBT模块门极驱动电阻等效调节电路能够对门极驱动电阻的等效阻值进行调节，无需人工更改门极驱动电阻就能驱动不同功率的IGBT模块，优化了IGBT模块的工作状态。
【技术实现步骤摘要】
一种IGBT模块门极驱动电阻等效调节电路
本专利技术涉及电路设计
，特别涉及一种IGBT模块门极驱动电阻等效调节电路。
技术介绍
IGBT（，绝缘栅双极型晶体管）是80年代中期问世的一种复合型电力电子器件,从结构上说，相当于一个由MOSFET（，金属-氧化物-半导体场效晶体管）驱动的厚基区的BJT（BipolarJunctionTransistor，双极结型晶体管）,IGBT既有MOSFET的快速响应、高输入阻抗、热稳定性好、驱动电路简单的特性，也具备BJT的电流密度高、通态压降低，耐压高的特性，被广泛应用于电力电子设备中。目前，常用的IGBT模块的驱动有EXB841、A316J、M57962等电路，这些电路都采用光耦隔离驱动，如图1所示，图中U1为MCU（MicroControlUnit，微控制单元），U2为高速光电耦合器件，三极管Q1和三极管Q2为驱动IGBT模块的功率晶体管，R1为光耦驱动的限流电阻器，R2为三极管Q1和三极管Q2的耦合电阻，R5为IGBT模块门极驱动电阻，R6为IGBT模块门极放电、防静电电阻，ZD1、ZD2为门极驱动过压保护稳压二极管。该电路的工作原理是：MCUU1的输出脉宽调制波形端口PWM_1发出的驱动信号经过电阻R1推动光电耦合器件U2工作，光电耦合器件U2发出控制信号经电阻R2推动三极管Q1和三极管Q2工作，使三极管Q1和三极管Q2发出IGBT模块驱动信号，该驱动信号经门...

3. IGBT栅极驱动电路的驱动电流应该设多少

对于大功率IGBT，选择驱动电路基于以下的参数要求：器件关断偏置、门极电荷、耐固性和电源情况等。门极电路的正偏压VGE负偏压-VGE和门极电阻RG的大小，对IGBT的通态压降、开关时间、开关损耗、承受短路能力以及dv/dt电流等参数有不同程度的影响。门极驱动条件与器件特性的关系见表1。栅极正电压 的变化对IGBT的开通特性、负载短路能力和dVcE/dt电流有较大影响，而门极负偏压则对关断特性的影响比较大。在门极电路的设计中，还要注意开通特性、负载短路能力和由dVcE/dt 电流引起的误触发等问题(见表1)。
表1 IGBT门极驱动条件与器件特性的关系
由于IGBT的开关特性和安全工作区随着栅极驱动电路的变化而变化，因而驱动电路性能的好坏将直接影响IGBT能否正常工作。为使IGBT能可靠工作。IGBT对其驱动电路提出了以下要求。
1)向IGBT提供适当的正向栅压。并且在IGBT导通后。栅极驱动电路提供给IGBT的驱动电压和电流要有足够的幅度，使IGBT的功率输出级总处于饱和状态。瞬时过载时，栅极驱动电路提供的驱动功率要足以保证IGBT不退出饱和区。IGBT导通后的管压降与所加栅源电压有关，在漏源电流一定的情况下，VGE越高，VDS傩就越低，器件的导通损耗就越小，这有利于充分发挥管子的工作能力。但是， VGE并非越高越好，一般不允许超过20 V，原因是一旦发生过流或短路，栅压越高，则电流幅值越高，IGBT损坏的可能性就越大。通常，综合考虑取+15 V为宜。
2)能向IGBT提供足够的反向栅压。在IGBT关断期间，由于电路中其他部分的工作，会在栅极电路中产生一些高频振荡信号，这些信号轻则会使本该截止的IGBT处于微通状态，增加管子的功耗。重则将使调压电路处于短路直通状态。因此，最好给处于截止状态的IGBT加一反向栅压(幅值一般为5～15 V)，使IGBT在栅极出现开关噪声时仍能可靠截止。
3)具有栅极电压限幅电路，保护栅极不被击穿。IGBT栅极极限电压一般为+20 V，驱动信号超出此范围就可能破坏栅极。
4)由于IGBT多用于高压场合。要求有足够的输入、输出电隔离能力。所以驱动电路应与整个控制电路在电位上严格隔离，一般采用高速光耦合隔离或变压器耦合隔离。
5)IGBT的栅极驱动电路应尽可能的简单、实用。应具有IGBT的完整保护功能，很强的抗干扰能力，且输出阻抗应尽可能的低。

4. 可关断晶闸管门极驱动电路的概念

使可关断晶闸管根据信号的要求导通或关断的门极控制电路。用于控制电版力电子电路中的可关断权晶闸管的通断。对可关断晶闸管门极驱动电路的一般要求是：当信号要求可关断晶闸管导通时，驱动电路提供上升率足够大的正门极脉冲电流,其幅度视晶闸管容量不同在0.1到几安培的范围内变化，其宽度应保证可关断晶闸管可靠导通；当信号要求可关断晶闸管关断时，驱动电路提供上升率足够大的负门极脉冲电流，脉冲幅度要求大于可关断晶闸管阳极电流的五分之一，脉冲宽度应大于可关断晶闸管的关断时间和尾部时间。

5. IGBT门极驱动，电阻选择

IGBT门极峰值电流一般通过公式△V/(gint+gext)计算的。
一般驱动电路设计会对门极电阻进行分开设置，如设置开通门极电阻和关断门极电阻
如果要求IGBT门极充电电流峰值低于门极放电电流峰值一般是从IGBT的开关损耗考虑的；IGBT的关断的时候拖尾电流比较长，会引起比较大的关断损耗，增大IGBT的门极放电电流峰值会加快IGBT的关断，减少关断损耗，但这有一个不好的地方就是过快的关断速度会引起关断瞬间IGBT的C、E两端尖峰过大而引起的过压击穿。
所以并不是所有的IGBT驱动电路都是要求IGBT门极充电电流峰值低于门极放电电流峰值，具体要看你的拓扑、IGBT型号选择、散热器散热效果，使用环境如高压或者低压。有些公司设计的驱动电路是IGBT门极充电电流峰值高于门极放电电流峰值主要是折中考虑，因为在高压使用环境中，过快的关断时间引起的过压尖峰是很大的，通过减少IGBT的门极放电电流，增加放电时间，可以减少IGBT的关断应力，但增加IGBT关断损耗，可以通过改善散热器的功能实现。
至于门极电阻怎样计算，一般是参考IGBT说明书给定的参考值，选择参考值附近的电阻，然后通过△V/(gint+gext)计算是否在合理范围内，如过大，但驱动板的驱动电源功率不够，会引起门极驱动信号振荡；充电过快会引起IGBT承受短路过流能力下降；放电过快会引起关断电压尖峰；综合考虑选择合适的电阻

6. 安森美门极驱动器的阵容如何

电源转换的主要动力是开关：功率MOSFET、IGBT、宽禁带(WBG)半导体器件、SiC MOSFET和氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)。在大多数拓扑中，这些晶体管以kHz至MHz的频率开和关。 这就是用到门极驱动器的地方。每个开关都有一个门。门极电压控制开关是打开还是关断。门极驱动器用于控制电源开关的门极电压，但比这复杂得多。
门极驱动器的核心功能是：

1）放大来自控制器的逻辑（开/关）信号，以提供足够的驱动电流，以所需的速度导通或关断晶体管，以及

2）提供从逻辑到门极，特别是高边晶体管的电平转换。

更多功能可包括直通保护，欠压和过压锁定，过流检测，去饱和检测和电气隔离。

门极驱动器的选择会影响能效，可靠性，安全性和方案尺寸。

安森美半导体广泛的门极驱动器阵容可用于多种应用，如手机、无线设备，太阳能逆变器和储能。

门极驱动功能也集成到控制器中，用于PFC或LED照明等应用。门极驱动器可以采用单、双、高-低、半桥、H桥、甚至三相逆变器拓扑等。 图1所示为半桥门极驱动器的框图。

图1：结隔离的半桥门极驱动器框图

为了支持门极驱动器方案的快速评估和测试，我们开发了评估硬件的生态系统。这个生态系统含一个即插即用基板和一系列采用安森美半导体门极驱动方案的迷你驱动器板。

该评估系统使系统设计人员能够快速比较不同门极驱动器与特定电源开关的动态性能。可以更改门极电阻，自举器件和门极负载，以优化开关曲线。 迷你驱动器板是独立的门极驱动器方案，具有一个或多个安森美半导体器件（图2）。

图2：子卡

这些板设计为直接插入基板或易于替换为现有的应用板。图3显示了几种架构，其中迷你驱动器板已连接以驱动采用TO-247封装的开关。

图3：迷你驱动器板架构

安森美半导体提供用于各种应用和市场的门极驱动器，并提供多种选项以精确满足系统需求。我们的产品有用于工业、高性能计算和电信环境的性能、可靠性和能效。

安森美半导体以全面的电源开关和相应的门极驱动器阵容，提供完整的系统方案以满足任何设计需求。

7. 可关断晶闸管门极驱动电路的分类

根据对驱动可关断晶闸管的特性或容量、应用的场合、电路电压、工作频率、要求的可靠性和价格等方面的不同要求，有各式各样的门极驱动电路。

8. 晶闸管门极驱动电流多大

要看你要驱动多大规格的可控硅（晶闸管）了。
一般50A的可控硅，门极触发电流大致在十几mA到50mA之间。
除触发电流外，触发电压也需要考虑合适。

9. IGBT的驱动电路有什么特点

IGBT(Insulated
Gate
Bipolar
Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,
兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
输出特性与转移特性：
IGBT的伏安特性是指以栅极电压VGE为参变量时，集电极电流IC与集电极电压VCE之间的关系曲线。IGBT的伏安特性与BJT的输出特性相似，也可分为饱和区I、放大区II和击穿区III三部分。IGBT作为开关器件稳态时主要工作在饱和导通区。IGBT的转移特性是指集电极输出电流IC与栅极电压之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同，当栅极电压VGE小于开启电压VGE(th)时，IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分集电极电流范围内，IC与VGE呈线性关系。
IGBT与MOSFET的对比：
MOSFET全称功率场效应晶体管。它的三个极分别是源极(S)、漏极(D)和栅极(G)。
主要优点：热稳定性好、安全工作区大。
缺点：击穿电压低，工作电流小。
IGBT全称绝缘栅双极晶体管，是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。它的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)。
特点：击穿电压可达1200V，集电极最大饱和电流已超过1500A。由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上，工作频率可达20kHz。
IGBT是Insulated
Gate
Bipolar
Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的缩写，IGBT是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管，它融合了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双极型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOS
截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件，在它的栅极—发射极间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。

10. 可关断晶闸管门极驱动电路的结构与工作原理

可关断晶闸管门极驱动电路，包括门极开通电路和门极关断电路。某些场合还包括虚线所示的门极反偏电路，以增加抗干扰能力。门极开通电路为可关断晶闸管提供开通时的正门极脉冲电流。一种门极开通电路，当导通信号电压是高电平时，晶体管G1导通，其发射极电流即作为触发电流流入可关断晶闸管门极。门极关断电路为可关断晶闸管提供关断时的负门极脉冲电流。一种门极关断电路，当关断信号来时，晶闸管G2导通。负电压E2通过G2加到可关断晶闸管的门极，抽取门极电流。当可关断晶闸管T关断后,门极恢复阻断，门极电流降为零，G2也恢复阻断。图2c是完整的双电源门极驱动电路。