半橋式電路中的IGBT尤其常見於馬達控制應用。圖騰柱式(totem pole)佈局創造出一種需要最佳柵極電阻設計的場景。優化步驟是基於開關功耗、產生的 EMI,擊穿電流和故障觸發之間的權衡。所有這些因素都隨應用環境變化,包括匯流排電壓和開關電流量,這些綜合起來確定IGBT的大小。IGBT的大小決定器件的寄生元件,包括相關電容。一旦知道了寄生和系統參數,就可以選擇最佳的柵極電阻值。
在設計半橋式佈局中的柵極驅動時,應認真考慮圖1中Rg_on和 Rg_off 的值。較低的Rg_on值會使 IGBT 的速度更快,因此能夠減少開關能耗。由於開關時間減少,高電壓和高電流狀況持續的時間較短。然而,快速開關速度可能會產生一些負面效應,如 EMI 增加,並可能會出現意外的擊穿電流。在這些負面效應中,本文將介紹的是意料之外的擊通電流。如圖 1所示,該擊穿電流會透過將相反 IGBT 柵極充電至超過閾值電壓的點而導致寄生導通。當一個 IGBT 導通時,會對相反 IGBT 柵極施加上升的 dvce/dt 電壓。上升電壓為米勒電容 (Cgc) 充電。因此,充電電流可透過下列方程式描述︰
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