作者:yzhu05 嘗試去計算IGBT的開啟過程,主要是時間和門電阻的散熱情況。 ![]() C.GE 柵極-發射極電容 C.CE 集電極-發射極電容 C.GC 門級-集電極電容(米勒電容) ![]() Cies = CGE + CGC 輸入電容 Cres = CGC 反向電容 Coes = CGC + CCE 輸出電容 根據充電的詳細過程,可以下圖所示的過程進行分析 ![]() 對應的電流可簡單用下圖所示: ![]() 第1階段:柵級電流對電容CGE進行充電,柵射電壓VGE上升到開啟閾值電壓VGE(th)。這個過程電流很大,甚至可以達到幾安培的瞬態電流。在這個階段,集電極是沒有電流的,極電壓也沒有變化,這段時間也就是死區時間,由于只對GE電容充電,相對來說這是比較容易計算的,由于我們采用電壓源供電,這段曲線確實是一階指數曲線。 第2階段:柵極電流對Cge和Cgc電容充電,IGBT的開始開啟的過程了,集電極電流開始增加,達到最大負載電流電流 IC,由于存在二極管的反向恢復電流,因此這個過程與MOS管的過程略有不同,同時柵極電壓也達到了米勒平臺電壓。 第3階段:柵極電流對Cge和 Cgc電容充電,這個時候VGE是完全不變的,值得我們注意的是Vce的變化非?。 第4階段:柵極電流對Cge和Cgc電容充電,隨著Vce緩慢變化成穩態電壓,米勒電容也隨著電壓的減小而增大。Vge仍舊維持在米勒平臺上。 第5階段:這個時候柵極電流繼續對Cge充電,Vge電壓開始上升,整個IGBT完全打開。 我的一個同事在做這個將整個過程等效為一階過程。 如果以這個電路作為驅動電路的話: ![]() 驅動的等效電路可以表示為: ![]() 利用RC的充放電曲線可得出時間和電阻的功率。 這么算的話,就等于用指數曲線,代替了整個上升過程,結果與等效的過程還是有些差距的。 不過由于C.GE,C.CE,C.GC是變化的,而且電容兩端的電壓時刻在變化,我們無法完全整理出一條思路來。 很多供應商都是推薦使用Qg來做運算,計算方法也可以整理出來,唯一的變化在于Qg是在一定條件下測定的,我們并不知道這種做法的容差是多少。 ![]() 我覺得這種做法的最大的問題是把整個Tsw全部作為充放電的時間,對此還是略有些疑惑的。 ![]() 說說我個人的看法,對這個問題,定量的去計算得到整個時間非常困難,其實就是仿真也是通過數字建模之后進行實時計算的結果,這個模型與實際的條件進行對比也可能有很大的差距。 因此如果有人要核算整個柵極控制時序和時間,利用電容充電的辦法大致給出一個很粗略的結果是可以的,如果要精確的,算不出來。 對于門級電阻來說,每次開關都屬于瞬態功耗,可以使用以前介紹過的電阻的瞬態功率進行驗算吧。 電阻抗脈沖能力 我們選電阻的大小是為了提供足夠的電流,也是為了足夠自身散熱情況。 前級的三極管,這個三極管的速度要非常快,否則如果進入飽和的時間不夠短,在充電的時候將可能有鉗制作用,因此我對于這個電路的看法是一定要做測試?蛰d的和帶負載的,可能情況有很大的差異。 柵極驅動的改進歷程和辦法(針對米勒平臺關斷特性) ![]() |