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IGBT短路性能:IGBT模塊短路特性強烈地依賴于具體應用條件,如溫度、雜散電感、IGBT驅動電路及短路回路阻抗。IGBT短路特性可用下面測試電路描述。一個IGBT短接集電極及發射極,另一個IGBT施加單個驅動脈沖。對應的電壓電流典型波形如圖所示,導通IGBT的電流以一定的斜率迅速上升,速度取決于DC-Link電壓及回路雜散電感。IGBT進入退飽和狀態,短路電流被限制在額定電流的若干倍(取決于IGBT的結構特性),集電極-發射極電壓保持在高位,芯片的溫度由于短路大電流造成的功耗而上升,溫度上升短路電流會略微下降。在一個規定的短路維持時間tsc內,IGBT必須被關斷以避免損壞。
IGBT寄生導通現象:IGBT半橋電路運作時的一個常見問題是因米勒電容引起的寄生導通問題,如下圖所示。S2處于關斷狀態,S1開通時,S2兩端會產生電壓變化(dv/dt),將會形成因自身寄生米勒電容CCG所引發的電流,這個電流流過柵極電阻RG與驅動內部電阻,造成IGBT柵極到射極上的壓降,如果這個電壓超過IGBT的柵極臨界電壓,那么就可能造成S2的寄生導通,形成短路,引起電流擊穿問題,進而可能導致IGBT損壞。
寄生導通的根本原因是集電極和柵極之間固有的米勒電容造成的,如果集電極與發射極之間存在高電壓瞬變,由于驅動回路寄生電感,米勒電容分壓器反應速度遠遠快于外圍驅動電路。因此即使IGBT關斷在0V柵極電壓,dvce/dt將會造成柵極電壓的上升,柵極電路的影響將被忽略。柵極發射極電壓可由下式計算:
由上式可知,Cres/Cies的比例應該越小越好。為了避免柵極驅動的損耗,輸入電容的值也應該越小越好。因為米勒電容隨著VCE的增大而減小,所以,隨著集電極-發射極電壓的增大,抑制dv/dt寄生導通的魯棒性能也增加。
審核編輯:劉清
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