驅(qū)動參數(shù)對IGBT開關(guān)性能的影響(CPSS)

1、鄭姿清鄭姿清 （Infineon）英飛凌科技（中國）有限公司英飛凌科技（中國）有限公司驅(qū)動參數(shù)對驅(qū)動參數(shù)對IGBT開關(guān)性開關(guān)性能的影響能的影響遇到的問題 雙脈沖實(shí)驗(yàn)測得的開關(guān)損耗與產(chǎn)品規(guī)格書不同 母排的雜散電感 測量的誤差，比如探頭的耦合參數(shù)，帶寬，延時(shí) 驅(qū)動電路的參數(shù)不同 （Rgon，Rgoff，Cge，Lg） 如何判斷柵極電阻值選取是否合適？ 如何通過調(diào)整驅(qū)動參數(shù)來優(yōu)化IGBT開關(guān)性能？2set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.IGBT的開通要注意什么？ 開通損耗。避免過大導(dǎo)致器件發(fā)熱 開通時(shí)

2、橋臂電流的di/dt。尤其要注意低溫小電流時(shí)，二極管反向恢復(fù)特性 是否有隱含電阻 3set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.驅(qū)動參數(shù)對IGBT開通的影響（柵極電阻Rg） 隨著Rgon的增大，無論是開通di/dt還是dv/dt都會相應(yīng)地減小，開通特性就會變軟 隨著Rgon的增大，通損耗迅速增大 4set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgon=0.9ohmdi/dt=6128A/usEon=196mJ

3、Rgon=4.7ohmdi/dt=3283A/usEon=650mJRgon=2.6ohmdi/dt=4270A/usEon=437mJ驅(qū)動參數(shù)對IGBT開通的影響（柵極電阻Rg） Rgon的減小也不是沒有底線的，且底線和其他測試因素相關(guān)。（比如Ls，反并的續(xù)流二極管） 5set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgon=1.5ohmIC=600ARgon=1.5ohmIC=60A驅(qū)動參數(shù)對IGBT開通的影響（柵極電阻Rg） 反并的續(xù)流二極管的變化 6set dateCopyright Infin

4、eon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgon=1.5ohmIC=600ARgon=1.5ohmIC=60A驅(qū)動參數(shù)對IGBT開通的影響（柵極電容Cge） 限制IGBT開通時(shí)的di/dt 降低di/dt和dv/dt之間的聯(lián)動效應(yīng) 7set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.-20-10010203040Vge (V)驅(qū)動參數(shù)對IGBT開通的影響（柵極電容Cge） 使用Cge并減小Rgon可以實(shí)現(xiàn)相近的開通di/dt，但其dv/dt會更高 增加的柵

5、極電容需要更大的柵極驅(qū)動電流，這需要更高電流峰值的驅(qū)動器 這個(gè)電容要選擇精度好，溫漂小的一類介質(zhì)電容 8set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgon=2.6ohm，無Cgedi/dt=4270A/usEon=437mJRgon=1.7ohm，Cge=46nFdi/dt=4324A/usEon=386mJ驅(qū)動參數(shù)對IGBT開通的影響（柵極回路電感Lg） IGBT模塊內(nèi)部，端子到芯片的電感 驅(qū)動板連接到IGBT的電感 柵極驅(qū)動板上的回路電感 9set dateCopyright Infineon

6、Technologies AG 2015. All rights reserved.回路電感最小回路電感中等回路電感最大驅(qū)動參數(shù)對IGBT開通的影響（柵極回路電感Lg） 柵極線纜越長，IGBT開通的速度越快，開通損耗越小 增大柵極回路電感和減小柵極電阻的結(jié)果非常相似。 柵極回路電感大可能會導(dǎo)致柵極電壓振蕩和系統(tǒng)不穩(wěn)定 10set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.短雙絞線di/dt=6128A/usEon=196mJ長雙絞線di/dt=6920A/usEon=87mJIGBT的關(guān)斷要注意哪些參數(shù) 關(guān)

7、斷損耗 dv/dt VCE過壓 寄生導(dǎo)通現(xiàn)象 其它 （負(fù)壓關(guān)斷） 11set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.驅(qū)動參數(shù)對IGBT關(guān)斷的影響 由于IGBT芯片工藝不同，Rgoff對關(guān)斷峰值電壓的影響也隨之改變 有些IGBT的關(guān)斷峰值電壓甚至?xí)S著關(guān)斷柵極電阻的增大而升高 增大Rgoff可以減小dv/dt 12set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgoff=0.9ohmVCEmax=1.53kVRgo

8、ff=1.7ohmVECEmax=1.74kV驅(qū)動參數(shù)對IGBT關(guān)斷的影響 關(guān)斷電阻大對IGBT米勒寄生開通也是不利的 13set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.驅(qū)動參數(shù)對IGBT關(guān)斷的影響 基于場終止技術(shù)的芯片，它的Rgoff對關(guān)斷損耗的影響很小 IGBT的關(guān)斷損耗更多是芯片本身原因（工藝，工作電流），以及主回路總的雜散電感的影響。 14set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.總結(jié) 15set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.柵極驅(qū)動電路設(shè)計(jì)如何優(yōu)化 柵極回路電感要盡可能小 開通的驅(qū)動參數(shù)選擇要考慮低溫小電流時(shí)的承受能力 不優(yōu)先考慮使用柵極電容，如果要用必須選擇溫漂小的類介質(zhì)電容