彙總常用IGBT及MOSFET器件隔離驅動技術
發布時間:2014-03-04 責任編輯:cicy
小功率MOSFET的Cgs一般在10-100pF之內,對於大功率的絕緣柵功率器件,由於柵極電容Cgs較大。一般在1-100nF之間,因而需要較大的動態驅動功率。更由於漏極到柵極的密勒電容Cdg,柵極驅動功率往往是不可忽視的。因IGBT具有電流拖尾效應,在關斷時要求更好的抗幹擾性,需要負壓驅動。MOSFET速度比較快,關斷時可以沒有負壓,但在幹擾較重時,負壓關斷對於提高可靠性有很大好處。
隔(ge)離(li)驅(qu)動(dong)技(ji)術(shu)情(qing)況(kuang),為(wei)可(ke)靠(kao)驅(qu)動(dong)絕(jue)緣(yuan)柵(zha)器(qi)件(jian),目(mu)前(qian)已(yi)有(you)很(hen)多(duo)成(cheng)熟(shu)電(dian)路(lu)。當(dang)驅(qu)動(dong)信(xin)號(hao)與(yu)功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)不(bu)需(xu)要(yao)隔(ge)離(li)時(shi),驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)的(de)設(she)計(ji)是(shi)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)的(de),目(mu)前(qian)也(ye)有(you)了(le)許(xu)多(duo)優(you)秀(xiu)的(de)驅(qu)動(dong)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)。
1、光電耦合器隔離的驅動器
光電耦合器的優點是體積小巧,缺點是:A、反應較慢,因而具有較大的延遲時間(高速型光耦一般也大於300ns);B、光電耦合器的輸出級需要隔離的輔助電源供電。
2、無源變壓器驅動
用脈衝變壓器隔離驅動絕緣柵功率器件有三種方法:無源、有(you)源(yuan)和(he)自(zi)給(gei)電(dian)源(yuan)驅(qu)動(dong)。無(wu)源(yuan)方(fang)法(fa)就(jiu)是(shi)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)次(ci)級(ji)的(de)輸(shu)出(chu)直(zhi)流(liu)驅(qu)動(dong)絕(jue)緣(yuan)柵(zha)器(qi)件(jian),這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)很(hen)簡(jian)單(dan)也(ye)不(bu)需(xu)要(yao)單(dan)獨(du)的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)。缺(que)點(dian)是(shi)輸(shu)出(chu)波(bo)型(xing)失(shi)真(zhen)較(jiao)大(da),因(yin)為(wei)絕(jue)緣(yuan)柵(zha)功(gong)率(lv)器(qi)件(jian)的(de)柵(zha)源(yuan)電(dian)容(rong)Cgs一(yi)般(ban)較(jiao)大(da)。減(jian)小(xiao)失(shi)真(zhen)的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)將(jiang)初(chu)級(ji)的(de)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)改(gai)為(wei)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)功(gong)率(lv)的(de)大(da)信(xin)號(hao),相(xiang)應(ying)脈(mai)衝(chong)變(bian)壓(ya)器(qi)也(ye)應(ying)取(qu)較(jiao)大(da)體(ti)積(ji),但(dan)在(zai)大(da)功(gong)率(lv)下(xia),一(yi)般(ban)仍(reng)不(bu)令(ling)人(ren)滿(man)意(yi)。另(ling)一(yi)缺(que)點(dian)是(shi)當(dang)占(zhan)空(kong)比(bi)變(bian)化(hua)較(jiao)大(da)時(shi),輸(shu)出(chu)驅(qu)動(dong)脈(mai)衝(chong)的(de)正(zheng)負(fu)幅(fu)值(zhi)變(bian)化(hua)太(tai)大(da),可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)工(gong)作(zuo)不(bu)正(zheng)常(chang),因(yin)此(ci)隻(zhi)適(shi)用(yong)於(yu)占(zhan)空(kong)比(bi)變(bian)化(hua)不(bu)大(da)的(de)場(chang)合(he)。
3、有源變壓器驅動
有you源yuan方fang法fa中zhong的de變bian壓ya器qi隻zhi提ti供gong隔ge離li的de信xin號hao,在zai次ci級ji另ling有you整zheng形xing放fang大da電dian路lu來lai驅qu動dong絕jue緣yuan柵zha功gong率lv器qi件jian,當dang然ran驅qu動dong波bo形xing較jiao好hao,但dan是shi需xu要yao另ling外wai提ti供gong單dan獨du的de輔fu助zhu電dian源yuan供gong給gei放fang大da器qi。而er輔fu助zhu電dian源yuan如ru果guo處chu理li不bu當dang,可ke能neng會hui引yin進jin寄ji生sheng的de幹gan擾rao。
4、調製型自給電源的變壓器隔離驅動器
采cai用yong自zi給gei電dian源yuan技ji術shu,隻zhi用yong一yi個ge變bian壓ya器qi,既ji省sheng卻que了le輔fu助zhu電dian源yuan,又you能neng得de到dao較jiao快kuai的de速su度du,當dang然ran是shi不bu錯cuo的de方fang法fa。目mu前qian自zi給gei電dian源yuan的de產chan生sheng有you調tiao製zhi和he從cong分fen時shi兩liang種zhong方fang法fa。
調製技術是比較經典的方法,即對PWM驅動信號進行高頻(幾個MHZ以上)調製,並將調製信號加在隔離脈衝變壓器初級,在次級通過直接整流得到自給電源,而原PWM調製信號則需經過解調取得,顯然,這種方法並不簡單。調製式的另一缺點是PWM的解調要增加信號的延時,調製方式適於傳遞較低頻率的PWM信號。
5、分時型自給電源的變壓器隔離驅動器
分時技術是一種較新的技術,其原理是,將信號和能量的傳送采取分別進行的方法,即在變壓器輸入PWM信號的上升和下降沿傳遞信息,在輸入信號的平頂階段傳遞驅動所需要的能量。由於在PWM信號的上升和下降沿隻傳遞信號,基本沒有能量傳輸,因而輸出的PWMmaichongdeyanshihejibiandouhenxiao,nenghuodedouqiaodequdongshuchumaichong。fenshixingzigeidianyuanqudongqidebuzushiyongyudipinshibianyaqidetijijiaoda,ciwaiyouyuzigeinengliangdexianzhi,qudongchaoguo300A/1200V的IGBT比較困難。
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