逆變H橋IGBT單管驅動保護詳解

2021-03-04 03:57:58 字數 1469 閱讀 4391

大家都知道,igbt單管相當的脆弱,同樣電流容量的igbt單管,比同樣電流容量的mosfet脆弱多了,也就是說,在逆變h橋裡頭,mosfet上去沒有問題,但是igbt上去,可能開機帶載就炸了。這一點很多人估計都深有體會。當時我看到做魚機的哥們用fgh25n120and這個,反映很容易就燒了,當時不以為然。

只到我在工作中遇到,一定要使用igbt的時候,我才發現我錯了,當初我非常天真的認為,乙個irfp460,20a/500v的mosfet,我用個sgh40n60ufd40a/600v的igbt上去怎麼樣也不會炸的吧,實際情況卻是,帶載之後,突然加負載和撤銷負載,幾次下來就炸了,我以為是電路沒有焊接好,然後同樣的換上去,照樣炸掉,這樣白白浪費了好多igbt。

後來發現一些規律,就是採用峰值電流保護的措施就能讓igbt不會炸,下面我就會將這些東西一起詳細的說一說,說的不好請大家見諒,這個帖子會慢慢更新,也希望高手們多多提出意見。

我們將這個問題看出幾個部分來解決:

1,驅動電路;

2,電流採集電流;

3,保護機制;

一、驅動電路

這次採用的igbt為ixys的,ixgh48n60b3d1,詳細規格書如下:ixgh48n60b3d1

驅動電路如下:

這是乙個非常典型的應用電路,完全可以用於igbt或者mosfet,但是也有些不一樣的地方。

1,有負壓產生電路,

2,隔離驅動,

3,單獨電源供電。

首先我們來總體看看,這個電路沒有保護,用在逆變上100%炸,但是我們可以將這個電路的實質摸清楚。

先講講重點:

1:驅動電阻r2,這個在驅動裡頭非常重要,圖上還有d1配合關閉的時候,讓igbt的cge快速的放電,實際上看需要,這個d1也可以不要,也可以在d1迴路裡頭串聯乙個電阻做0ff關閉時候的柵極電阻。

下面發幾個波形**,不同的柵極電阻,和高壓hv+400v共同產生作用的時候,上下2個igbt柵極的實際情況。

上面的圖,是在取消負壓的時候,上下2管之間的柵極波形,柵極電阻都是在10r情況下。

上面的圖是在不加dc400v情況下測量2管g極波形,下圖是在dc400v情況下,2管的柵極波形。

為何第二個圖會有乙個尖峰呢。這個要從igbt的內部情況說起,簡單來說,igbt的ge上有乙個寄生的電容,它和另外的cgc乙個寄生電容共同組成乙個水池子,那就是qg,其實這個和mosfet也很像的。

那麼在來看看為何400v加上去,就會在下管上的g級上產生尖峰。借花獻佛,抓個**來說明:

如上圖所示,當上官開通的時候,此時是截止的,由於上官開通的時候,這個時候要引入dv/dt的概念,這個比較抽象,先不管它,簡單通俗的說就是上管開通的時候,上管等效為直通了,+dc400v電壓立馬加入到下管的c級上,這麼高的電壓立刻從igbt的寄生電容上通過產生乙個感應電流,這個感應電流上圖有公式計算,這個電流在rg電阻和驅動內阻的共同作用下,在下管的柵極上構成乙個尖峰電壓,如上面那個示波器的截圖所示。到目前為止,沒有引入公尺勒電容的概念,理解了這些,然後對著規格書一看,公尺勒電容是什麼,對電路有何影響,就容易理解多了。

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