分析影响IGBT驱动电路性能参数的因素

　　1.2 IGBT的关断初态

　　若Q1处于全导通状态， 二极管D1处于截止状态， 二极管中的电流为0， Uce为IGBT管压降，Uge=Ug1， 输入电压由Ug1变为-Ug2， Cge和Cgc被反向充电， uge下降， 此时uge可表示为：

　　其中τi＝ (Rg+RG) (Cge+Cgc)

　　上式表明， τi越大， 关断延迟时间越长。

　　1.3 导通至关断的过程

　　IGBT在开关过程中， 可能会有电压或电流的突变， 这将引起器件上电压或电流尖峰的产生以及高频谐波振铃。这一现象有两个不利点： 一是会产生电磁干扰， 二是会增加器件的应力。通常采取的应对措施是用缓冲吸收回路来抑制开关过程的突变。下面会分析一下电路中产生电压或电流尖峰的原因。

　　首先是导通至关断过程中的杂散电感极性会发生变化， IGBT极间电容在IGBT关断时， 也会反向放电。

　　其次， 二极管D1导通时， 相应的D1中的电流iD1会上升。为了维持原先的电流， 储存在L02中的磁能将释放出来， L02的端电压反向， 该电压将使IGBT产生关断过电压， 即在CE两端产生电压尖峰。如果杂散电感L02足够小， CE端电压的尖峰只等于IGBT的管压降(2V左右)。但由于CE端产生了电压尖峰， 故使集电极电流iC有了一个负向的尖峰。

　　另外， 开通过程中， 由于二极管D1的反向恢复电流IRM将叠加在集电极电流iC上， 这也会使IGBT实际流过的电流存在一个尖峰， 这一尖峰可通过串联在回路中的电阻上的电压波形观察。

　　2 实验设计及结果分析

　　图2所示为本实验的电路连接图， 其中R1取5Ω～20Ω； C1 取10000pF ～40000pF； R2 取20Ω～50Ω； C2是电解电容， 取值为1000μF～3000μF；C3是薄膜电容， 取值1.5μF； U是直流电压源， 电压为10V～100V。实验时， 可通过改变R1、R2、C1、C2和U的大小来观察各部分波形的变化， 以分析各个参数对整个电路的影响。其实验时测试的波形如图3所示。通过观察和分析实验波形的变化， 可以得出以下结论：

图2 实验电路连接图

(a) GE端电压波形