Особенности управления изолированным затвором IGBT

Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте — http://vk.com/chipidip, и Facebook — https://www.facebook.com/chipidip * Любому разработчику электроники знаком термин "драйвер". В силовой электронике так называют микросхему или устройство, управляющее полупроводниковым модулем (MOSFET, IGBT, тиристор и т.д.) и выполняющее защитные и сервисные функции. Главной задачей, решаемой схемой управления затвором, является согласование уровней импульсов, вырабатываемых контроллером, с сигналами управления входами силовых ключей.Драйвер изолированного затвора MOSFET/IGBT, как связующее звено между контроллером и силовым каскадом, является одним из ключевых компонентов преобразовательного устройства. Характеристики схемы управления во многом определяют параметры самого преобразователя - величину статических и динамических потерь, скорость переключения, уровень электромагнитных помех. С этой точки зрения расчету режимов управления и выбору драйвера следует уделять самое пристальное внимание. Поведение IGBT в динамических режимах в первую очередь зависит от значения емкостей затвора, а также внутреннего и внешнего импеданса цепи управления. Емкости затвора не изменяются с температурой, а их зависимость от напряжения "коллектор-эмиттер" становится более выраженной при снижении значения обратного напряжения. Заряд затвора, определяемый значениями емкостей затвор-эмиттер и затвор-коллектор, является ключевым параметром при расчете мощности, рассеиваемой схемой управления. Поведение IGBT при его открывании полностью определяется характеристикой заряда затвора. Мощность, необходимая драйверу для коммутации IGBT, является произведением частоты коммутации и энергии, необходимой для заряда и разряда емкостей затвора. В свою очередь величина этой энергии зависит от значения заряда затвора и перепада управляющего напряжения - отсюда результирующее выражение для определения мощности драйвера.Еще одним важным параметром является величина тока затвора, которого должно быть достаточно для коммутации упомянутых выше емкостей и, следовательно, для переключения IGBT. В свою очередь пиковое значение тока затвора, определяющее скорость перезаряда, непосредственно влияет и на скорость переключения IGBT. При увеличении значения пикового тока затвора сокращается время включения и выключения, и соответственно уменьшаются коммутационное потери, но это неизбежно влияет и на другие важные динамические свойства IGBT, например, на величину коммутационного всплеска напряжения при выключении, зависящего от скорости спада тока di/dt. С этой точки зрения повышение скорости коммутации является в большей степени ...