基于EXB841,你知道如何设计IGBT推挽驱动电路吗?
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在下述的内容中,小编将会对基于EXB841的IGBT推挽驱动电路予以介绍,如果IGBT推挽驱动电路是您想要了解的焦点之一,不妨和小编共同阅读这篇文章哦。
一、IGBT
IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。MOSFET由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道,而这个通道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性,但是在高电平时,功率导通损耗仍然要比IGBT 高出很多。IGBT较低的压降,转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,与同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化 IGBT驱动器的原理图。
正式商用的高压大电流IGBT器件至今尚未出现,其电压和电流容量还很有限,远远不能满足电力电子应用技术发展的需求,特别是在高压领域的许多应用中,要求器件的电压等级达到10KV以上。目前只能通过IGBT高压串联等技术来实现高压应用。国外的一些厂家如瑞士ABB公司采用软穿通原则研制出了8KV的IGBT器件,德国的EUPEC生产的6500V/600A高压大功率IGBT器件已经获得实际应用,日本东芝也已涉足该领域。与此同时,各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠性、低成本技术,主要采用1um以下制作工艺,研制开发取得一些新进展。
二、基于EXB841的IGBT推挽驱动电路
IGBT驱动电路需要提供适当的电压、电流和保护功能,以确保IGBT能够正常工作并防止损坏。此外,高速驱动和温度监测也是提高系统性能和可靠性的重要要求。
EXB841工作原理如图1,当EXB841的14脚和15脚有10mA的电流流过1us以后IGBT正常开通,VCE下降至3V左右,6脚电压被钳制在8V左右,由于VS1稳压值是13V所以不会被击穿,V3不导通,E点的电位约为20V,二极管VD,截止,不影响V4和V5正常工作。
当14脚和15脚无电流流过,则V1和V2导通,V2的导通使V4截止、V5导通,IGBT栅极电荷通过V5迅速放电,引脚3电位下降至0V,是IGBT棚一射间承受5V左右的负偏压,IGBT可靠关断,同时VCE的迅速上升使引脚6°悬空“.C2的放电使得B点电位为OV,则VS1仍然不导通,后续电路不动作,IGBT正常关断。
如有过流发生,IGBT的V CE过大使得VD2截止,使得VS1击穿,V3导通,C4通过R7放电,D点电位下降,从而使IGBT的棚一射间的电压UGE降低,完成慢关断,实现对IGBT的保护。由EXB841实现过流保护的过程可知,EXB841判定过电流的主要依据是6脚的电压,6脚的电压不仅与VCE有关,还和二极管VD2的导通电压Vd有关。
典型接线方法如图2,使用时注意如下几点:
a、IGBT棚-射极驱动回路往返接线不能太长(一般应该小于1m),并且应该采用双绞线接法,防止干扰。
b、由于IGBT集电极产生较大的电压尖脉冲,增加IGBT栅极串联电阻RG有利于其安全工作。但是棚极电阻RG不能太大也不能太小,如果RG增大,则开通关断时间延长,使得开通能耗增加;相反,如果RG太小,则使得didt增加,容易产生误导通。
c、图中电容C用来吸收由电源连接阻抗引起的供电电压变化,并不是电源的供电滤波电容,一般取值为47F.
d、6脚过电流保护取样信号连接端,通过快恢复二极管接IGBT集电极。
e、14、15接驱动信号,一般14脚接脉冲形成部分的地,15脚接输入信号的正端,15端的输入电流一般应该小于20mA,故在15脚前加限流电阻。
f、为了保证可靠的关断与导通,在栅射极加稳压二极管。
最后,小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读,对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。最后的最后,祝大家有个精彩的一天。