【導讀】IGBT是一種電壓驅動的電子開關，正常情況下隻要給15V電壓就可以飽和導通，實際器件的驅動是給柵極端口電容充放電
，還是需要電流的。IGBT驅動電流峰值電流取決於柵極總電阻，電流取決於柵極電荷
，但我們一般講的是峰值電流。

IGBT驅動需要電流：

IGBT是一種電壓驅動的電子開關，正常情況下隻要給15V電壓就可以飽和導通
，實際器件的驅動是給柵極端口電容充放電，還是需要電流的。IGBT驅動電流峰值電流取決於柵極總電阻
，電流取決於柵極電荷，但我們一般講的是峰值電流。

驅動的峰值電流很好理解

，按照歐姆定律，由驅動電壓和驅動電阻決定：

danzaixiaozuzhiqudonghuiluzhong，shijicedequdongdianliuyibanbishangshugongshijisuanzhiyaoxiao，yuanyinshiqudonghuiluzhonghaiyouzasandiangancunzai，yincidianliufengzhiyibanweijisuanzhide70%。

如果柵極存在振蕩，而且是低阻尼振蕩的話，驅動電流會大於計算值，這在驅動電路設計中要考慮到。

柵極電感對驅動電流的影響：

先看一個實測的例子，結果可能出乎你意料，電感大
，開通損耗低。

圖中給出了一個實驗測量結果。該實驗中
，比較了6cm和18cm長的雙絞驅動線下的IGBT動態特性，長線18cm，驅動電感L_G大，但開通損耗E_on降低了約31mJ。

這是為什麼呢？

當將驅動連接到IGBT柵極時
，不可避免地會存在寄生電感，且寄生電感與柵極電阻串聯。這個寄生電感包括引線電感(無論這種連接是線纜或是電路板上的走線)，柵極電阻自身電感和與模塊柵極結構的電感。

柵極引線電感對IGBT開通關斷過程的影響如下圖所示。引線電感越大
，IGBT開通的di/dt和dv/dt越大。然而，關斷時開關速度保持不變
，但有延遲。

ruhejieshizheyixianxiangne？diangantexingjiushizuzhidianliubianhua


，zaidianganzhongdianliubunengtubian
，jiushishuozuichushijishengdianganzuaizhezhajidianrongchongdian，yidandadaozuidazhajidianliu
，dianganjiuquxiangweichizhegedianliu，shifangdianganzhongdenengliang，jiuxiangyigedianliuyuanyiyangweiIGBT的柵極電容充電，所以驅動電流是增加的，開通損耗降低。

實驗發現隻有在正負電源驅動中，如-15V/15V驅動的開通過程中才會出現這種現象，單電源，如0V/15V驅動的開通隻會延遲，開關速度沒變，開通損耗沒有降低。這又是為什麼呢？

對於IGBT，當柵極電壓達到閥值電壓U_GE(TO)之前，它是關斷的。在柵極電壓為0V/15V的驅動器中，如果增加柵極引線電感，一般柵極電壓超過U_GE(TO)後柵極電流才達到最大值。在這種情況下，離開密勒平台後，才會有儲存在寄生電感中的能量去充柵極電容
，使得柵極電壓最終達到15V，這時有點晚了，隻會產生開通延遲

，不會對開通速度產生影響。

在-15V/15V的柵極電壓下
，情況不同，在柵極電壓即將達到U_GE(TO)時，柵極電流已經達到最大，存儲在寄生電感中的能量加快了IGBT開通速度，當然也產生開通延遲。

驅動電流越大越好嗎？

這裏講的是實際的驅動電流
，不是驅動器輸出電流能力。設計驅動電流就是選柵極電阻值
，驅動電流大就意味著減小柵極電阻R_g，要使得開關損耗最低，要找到電路不振蕩的臨界值。

振蕩臨界值：

含寄生參數的驅動電路，主要關注驅動線的電感，在這裏隻研究它對振蕩臨界值的影響。

在開通和關斷時
，假設IGBT的內部電容C_GE恒定，寄生電感L_G和獨立的引線電感L_Gon與L_Goff由二階RLC電路的微分方程推導確定,即：

式中，L為柵極路徑中電感的總和(H)；RG為外部和內部柵極電阻的總和(Ω)
，i_G(t)為隨時間變化的柵極電流(A)。

求解上述微分方程得出I_peak為：

式中
，e為自然對數，e=2.71828。

同時可以得到柵極路徑中不會引起振蕩的最小柵極電阻R_G,min為：

式中
，∑L_G為柵極負載電感總和(L_G+L_Gon或L_G+L_Goff)(H)。

從公式中可以看出，如果電感L_G比較大，相應的柵極電阻R_G的值也必須增大，以避免振蕩

，尤其要注意R_Gon選值
，太小的話，IGBT開通過快，一方麵造成二極管的反向恢複損耗增加


，甚至會導致續流二極管會發生跳變行為（snap-off）
，從而引起振蕩
，還有可能損壞二極管。

上圖解讀：開通過程中,由於柵極雜散電感太高（R_g電阻沒有為此選很大時）導致二極管振蕩並超出SOA (1.7kV IGBT模塊)

舉個數值例子：

如果驅動為+15V,-10V,那麼∆U_GE=25V
，柵極回路電感量為20nH，IGBT的輸入電容為30nF，那麼：

如果設計中柵極電阻取值小於1.63歐姆，驅動電路就會振蕩，如果在這一臨界值上電路不振蕩，那麼驅動電流峰值為：

如果增加柵極電阻
，寄生電感參數影響變小，係數0.74會接近1.0。

結論：

1. 理解IGBT驅動電流很重要；

2. IGBT驅動線長，開通損耗可能降低；

3. 驅動設計時需要選取合適的驅動電流，太小驅動能力不足
，增加功率器件損耗，太大可能引起開通振蕩。

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