常用IGBT及MOSFET器件隔離驅動技術彙總
發布時間:2013-08-15 責任編輯:eliane
【導讀】IGBT以及MOSFET器件柵極和源極之間構成了一個柵極電容Cgs,因而在高頻率的交替開通和關斷時需要一定的動態驅動功率。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。本文盤點了常用的幾種隔離驅動技術,供大家參考。
MOSFET以及IGBTjueyuanzhashuangjixingdagonglvguandengqijiandeyuanjihezhajizhijianshijueyuandeeryanghuaguijiegou,zhiliudianbunengtongguo,yinerdipindebiaotaiqudonggonglvjiejinyuling。danshizhajiheyuanjizhijiangouchengleyigezhajidianrongCgs,因而在高頻率的交替開通和需要關斷時需要一定的動態驅動功率。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。

常用IGBT及MOSFET器件隔離驅動技術彙總
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。
隔離驅動技術情況
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rongCgs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
youyuanfangfazhongdebianyaqizhitigonggelidexinhao,zaicijilingyouzhengxingfangdadianlulaiqudongjueyuanzhagonglvqijian,dangranqudongboxingjiaohao,danshixuyaolingwaitigongdandudefuzhudianyuangonggeifangdaqi。erfuzhudianyuanruguochulibudang,kenenghuiyinjinjishengdeganrao。
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PWM脈(mai)衝(chong)的(de)延(yan)時(shi)和(he)畸(ji)變(bian)都(dou)很(hen)小(xiao),能(neng)獲(huo)得(de)陡(dou)峭(qiao)的(de)驅(qu)動(dong)輸(shu)出(chu)脈(mai)衝(chong)。分(fen)時(shi)型(xing)自(zi)給(gei)電(dian)源(yuan)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)不(bu)足(zu)是(shi)用(yong)於(yu)低(di)頻(pin)時(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)體(ti)積(ji)較(jiao)大(da),此(ci)外(wai)由(you)於(yu)自(zi)給(gei)能(neng)量(liang)的(de)限(xian)製(zhi),驅(qu)動(dong)超(chao)過(guo)300A/1200V的IGBT比較困難。
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