应用中占据了主导地位。所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动,电压、电流容量大的优点。
IGBT降压斩波电路由于易驱动,电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景,也由于开关电源向低电压,大电流和高效率发展的趋势,促进了IGBT降压斩波电路的发展。
高频开关稳压电源已广泛运用于基础直流电源、交流电源、各种工业电源,通信电源、通信电源、逆变电源、计算机电源等。它能把电网提供的强电和粗电,它是现代电子设备重要的“心脏供血系统”。BUCK变换器是开关电源基本拓扑结构中的一种,BUCK变换器又称降压变换器,是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器,即输出电压低于输入电压,由于其具有优越的变压功能,因此可以直接用于需要直接降压的地方。
2IGBT驱动电路
2IIGBT简介IGBT是三端器件,具有栅极G,集电极C和发射极E。它是个场控器
件,通断由栅射极电压Uge决定。Uge大于开启电压Ugeth时,MOSFET内形成沟道,为晶体管提供基极电流,IGBT导通。通态时电导调制效应使
f电阻R减小,使通态压降减小。当栅射极间施加反压或不加信号时,MOSFET内的沟道消失,晶体管的基极电流被切断,IGBT关断。一般IGBT的开启电压Uge(th)在25度时为26V左右,而实际一般驱动电压取1520V,且关断时施加一定幅值的负驱动电压,有利于减小关断时间和关断损耗。在栅极串入一只低值电阻有利于减小寄生振荡,该电阻值应随被驱动器件电流定额值的增大而减小。
图21IGBT基本结构22IGBT驱动电路选择
IGBT的门极驱动条件密切地关系到他的静态和动态特性。门极电路的正偏压uGS、负偏压uGS和门极电阻RG的大小,对IGBT的通态电压、开关、开关损耗、承受短路能力及dudt电流等参数有不同程度的影响。其中门极正电压uGS的变化对IGBT的开通特性,负载短路能力和duGSdt电流有较大的影响,而门极负偏压对关断特性的影响较大。同时,门极电路设计中也必须注意开通特性,负载短路能力和由duGSdt电流引起的误触发等问题。根据上述分析,对IGBT驱动电路提出以下要求和条件:
1由于是容性输出输出阻抗;因此IBGT对门极电荷集聚很敏感,驱动电路必须可靠,要保证有一条低阻抗的放电回路。
2用低内阻的驱动源对门极电容充放电,以保证门及控制电压uGS有足够陡峭的前、后沿,使IGBT的开关损耗尽量小。另外,IGBT开通后,门极驱动源应提供足够的功率,使IGBT不至退出饱和而损坏。
3门极电路中的正偏压应为12~15V;负偏压应为2V~10V。4r