LS挖坟
冒失了
IGBT
　　igbt(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 　　图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构， N+ 区称为源区，附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区（包括P+ 和P 一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（ Subchannel region ）。而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区（ Drain injector ），它是IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极。 　　igbt的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP 晶体管提供基极电流，使IGBT 导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT 关断。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压。
[编辑本段]IGBT驱动
　　igbt驱动电路是驱动igbt模块以能让其正常工作，并同时对其进行保护的电路。
[编辑本段]IGBT驱动电路的选择
　　绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在今天的电力电子领域中已经得到广泛的应用，在实际使用中除IGBT自身外，IGBT 驱动器的作用对整个换流系统来说同样至关重要。驱动器的选择及输出功率的计算决定了换流系统的可靠性。驱动器功率不足或选择错误可能会直接导致 IGBT 和驱动器损坏。以下总结了一些关于IGBT驱动器输出性能的计算方法以供选型时参考。 　　IGBT 的开关特性主要取决于IGBT的门极电荷及内部和外部的电阻。图1是IGBT 门极电容分布示意图，其中CGE 是栅极-发射极电容、CCE 是集电极-发射极电容、CGC 是栅极-集电极电容或称米勒电容（Miller Capacitor）。门极输入电容Cies 由CGE 和CGC 来表示，它是计算IGBT 驱动器电路所需输出功率的关键参数。该电容几乎不受温度影响，但与IGBT集电极-发射极电压VCE 的电压有密切联系。在IGBT数据手册中给出的电容Cies 的值，在实际电路应用中不是一个特别有用的参数，因为它是通过电桥测得的，在测量电路中，加在集电极上C 的电压一般只有25V(有些厂家为10V)，在这种测量条件下，所测得的结电容要比VCE=600V 时要大一些(如图2)。由于门极的测量电压太低(VGE=0V )而不是门极的门槛电压，在实际开关中存在的米勒效应（Miller 效应）在测量中也没有被包括在内，在实际使用中的门极电容Cin值要比IGBT 数据手册中给出的电容Cies 值大很多。因此，在IGBT数据手册中给出的电容Cies值在实际应用中仅仅只能作为一个参考值使用。 　　确定IGBT 的门极电荷 　　对于设计一个驱动器来说，最重要的参数是门极电荷QG(门极电压差时的IGBT 门极总电荷)，如果在IGBT 数据手册中能够找到这个参数，那么我们就可以运用公式计算出：图一门极驱动能量 E = QG • UGE = QG • [ VG(on) - VG(off) ] 　　门极驱动功率 PG = E • fSW = QG • [ VG(on) - VG(off) ] • fSW 　　驱动器总功率 P = PG + PS（驱动器的功耗） 　　平均输出电流 IoutAV = PG / ΔUGE = QG • fSW 　　最高开关频率 fSW max. = IoutAV(mA) / QG(μC) 　　峰值电流 IG MAX = ΔUGE / RG min = [ VG(on) - VG(off) ] / RG min 　　其中的 RG min = RG extern + RG intern 　　fsw max. : 最高开关频率IoutAV : 单路的平均电流QG : 门极电压差时的 IGBT门极总电荷RG extern : IGBT 外部的门极电阻RG intern : IGBT 芯片内部的门极电阻但是实际上在很多情况下，数据手册中这个门极电荷参数没有给出，门极电压在上升过程中的充电过程也没有描述。图2这时候最好是按照 IEC 60747-9-2001 - Semiconductor devices - 　　Discrete devices - Part 9: Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs) 　　所给出的测试方法测量出开通能量E，然后再计算出QG。 　　E = ∫IG • ΔUGE • dt = QG • ΔUGE 　　这种方法虽然准确但太繁琐，一般情况下我们可以简单地利用IGBT数据手 　　册中所给出的输入电容Cies值近似地估算出门极电荷： 　　如果IGBT数据表给出的Cies的条件为VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz，那么可以近似的认为Cin=4.5Cies， 　　门极电荷 QG ≈ ΔUGE • Cies • 4.5 = [ VG(on) - VG(off) ] • Cies • 4.5 　　Cies : IGBT的输入电容（Cies 可从IGBT 手册中找到） 　　如果IGBT数据表给出的Cies的条件为VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz，那么可以近似的认为Cin=2.2Cies， 　　门极电荷 QG ≈ ΔUGE • Cies • 2.2 = [ VG(on) - VG(off) ] • Cies • 2.2 　　Cies : IGBT的输入电容（Cies 可从IGBT 手册中找到） 　　如果IGBT数据手册中已经给出了正象限的门极电荷曲线，那么只用Cies 近似计算负象限的门极电荷会更接近实际值： 　　门极电荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE • Cies • 4.5 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] • Cies • 4.5 　　-- 适用于Cies 的测试条件为 VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT 　　门极电荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE • Cies • 2.2 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] • Cies • 2.2 　　-- 适用于Cies 的测试条件为 VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的IGBT 　　当为各个应用选择IGBT驱动器时，必须考虑下列细节： 　　• 驱动器必须能够提供所需的门极平均电流IoutAV 及门极驱动功率PG。驱动器的最大平均输出电流必须大于计算值。 　　• 驱动器的输出峰值电流IoutPEAK 必须大于等于计算得到的最大峰值电流。 　　• 驱动器的最大输出门极电容量必须能够提供所需的门极电荷以对IGBT 的门极充放电。在POWER-SEM 驱动器的数据表中，给出了每脉冲的最大输出电荷，该值在选择驱动器时必须要考虑。 　　另外在IGBT驱动器选择中还应该注意的参数包括绝缘电压Visol IO 和dv/dt 能力。
[编辑本段]IGBT驱动电路中栅极电阻Rg的作用及选取方法
　　一、栅极电阻Rg的作用 　　1、消除栅极振荡 　　绝缘栅器件(IGBT、MOSFET)的栅射（或栅源）极之间是容性结构，栅极回路的寄生电感又是不可避免的，如果没有栅极电阻，那栅极回路在驱动器驱动脉冲的激励下要产生很强的振荡，因此必须串联一个电阻加以迅速衰减。 　　2、转移驱动器的功率损耗 　　电容电感都是无功元件，如果没有栅极电阻，驱动功率就将绝大部分消耗在驱动器内部的输出管上，使其温度上升很多。 　　3、调节功率开关器件的通断速度 　　栅极电阻小，开关器件通断快，开关损耗小；反之则慢，同时开关损耗大。但驱动速度过快将使开关器件的电压和电流变化率大大提高，从而产生较大的干扰，严重的将使整个装置无法工作，因此必须统筹兼顾。 　　二、栅极电阻的选取 　　1、栅极电阻阻值的确定 　　各种不同的考虑下，栅极电阻的选取会有很大的差异。初试可如下选取： 　　IGBT额定电流(A)  50  100  200  300  600  800  1000  1500  
Rg阻值范围(Ω)  10~20  5.6~10  3.9~7.5  3~5.6  1.6~3  1.3~2.2  1~2  0.8~1.5  
不同品牌的IGBT模块可能有各自的特定要求，可在其参数手册的推荐值附近调试。 　　2、栅极电阻功率的确定 　　栅极电阻的功率由IGBT栅极驱动的功率决定，一般来说栅极电阻的总功率应至少是栅极驱动功率的2倍。 　　IGBT栅极驱动功率 P＝FUQ，其中： 　　F 为工作频率； 　　U 为驱动输出电压的峰峰值； 　　Q 为栅极电荷，可参考IGBT模块参数手册。 　　例如，常见IGBT驱动器(如TX-KA101)输出正电压15V，负电压-9V，则U=24V， 　　假设 F=10KHz，Q=2.8uC 　　可计算出 P=0.67w ，栅极电阻应选取2W电阻，或2个1W电阻并联。 　　三、设置栅极电阻的其他注意事项 　　1、尽量减小栅极回路的电感阻抗，具体的措施有： 　　a) 驱动器靠近IGBT减小引线长度； 　　b) 驱动的栅射极引线绞合，并且不要用过粗的线； 　　c) 线路板上的 2 根驱动线的距离尽量靠近； 　　d) 栅极电阻使用无感电阻； 　　e) 如果是有感电阻，可以用几个并联以减小电感。 　　2、IGBT 开通和关断选取不同的栅极电阻 　　通常为达到更好的驱动效果，IGBT开通和关断可以采取不同的驱动速度，分别选取 Rgon和Rgoff（也称 Rg+ 和 Rg- ）往往是很必要的。 　　IGBT驱动器有些是开通和关断分别输出控制，如落木源TX-KA101、TX-KA102等，只要分别接上Rgon和Rgoff就可以了。 　　有些驱动器只有一个输出端，如落木源TX-K841L、TX-KA962F，这就要在原来的Rg 上再并联一个电阻和二极管的串联网络，用以调节2个方向的驱动速度。 　　3、在IGBT的栅射极间接上Rge＝10－100K 电阻，防止在未接驱动引线的情况下，偶然加主电高压，通过米勒电容烧毁IGBT。落木源驱动板常见型号上(如：TX-DA962Dx、TX-DA102Dx)已经有Rge了，但考虑到上述因素，用户最好再在IGBT的栅射极或MOSFET栅源间加装Rge。