驱动电路设计是功率半导体应用的难点，涉及到功率半导体的动态过程控制及器件的保护，实践性很强。为了方便实现可靠的驱动设计，英飞凌的驱动集成电路自带了一些重要的功能，本系列文章将以杂谈的形式讲述技术背景，然后详细讲解如何正确理解和应用驱动器的相关功能。 什么是误导通 图1是最基本的半桥电路，上管开通的波形如图2所示，这时下管VT2驱动电压为零，已经关断了。  图1. IGBT半桥电路 由图2可以看出IGBT VT1有两个明显的集电极峰值电流。第一个电流尖峰工程师都很熟悉，是来源于下桥臂IGBT的续流二极管VD2的反向恢复电流。注意到没有，UCE还没有达到饱和电压时又出现了第二个电流尖峰，持续时间不长，大约为50ns，分析可以确认这是由于IGBT VT2的瞬时开通导致的。 正常情况下，几十纳秒的脉冲电流还不至于会直接损坏功率半导体器件，然而，额外的损耗是逃不了的，会导致严重的结温升高，降低器件的寿命。另外产生的振荡会干扰驱动电路和控制电路，造成工作异常。
图2. 半桥电路上管VT1开通时的波形 为什么会误导通？ 当开通半桥电路下桥臂IGBT VT2时,上桥臂IGBT VT1就会产生电压快速上升dUCE/dt，其在密勒电容CGC产生电流iGC，即：
图3. 密勒电容引起寄生开通 该电流iGC将通过IGBT内部栅极电阻RGint、外部栅极电阻RGext，和驱动内部电阻RDr，最后到电源地(这里,电源地和IGBT VT1发射极同电位)，并产生栅极电压，幅值为：
一旦这时栅极电压UGE高于IGBT的阈值电压UGE(TO)，就会产生寄生开通。如果IGBT VT2已经导通，这将导致短路。好在这类短路持续的时间很短,通常大约是10~100ns，一般IGBT都能承受。 在功率半导体的寄生参数中，除了寄生电容CGC，还有另外一个寄生电容CGE。部分iGC电流将会通过该电容直接到电源地。
图4. IGBT的寄生电容 英飞凌IGBT7采用微沟槽技术，沟槽密度高，所以可以多做一些沟槽，其中一部分做成伪沟槽，这样可以优化CGC和C
粤公网安备 44030702001224号
GMT+8, 2025-6-19 14:09
, Processed in 0.124800 second(s), 19 queries
.
|
