电力电子变流技术 第 二十七 讲 主讲教师:隋振 学时:32
7.1 电力晶体管 7.2 可关断晶闸管 7.3 电力场效应晶体管 7.4 绝缘栅双极晶体管 7.5 驱动电路 第7章 自关断器件 7.1 电力晶体管 7.2 可关断晶闸管 7.3 电力场效应晶体管 7.4 绝缘栅双极晶体管 7.5 驱动电路
7.1 电力晶体管 术语用法: 应用 电力晶体管(Giant Transistor——GTR,直译为巨型晶体管) 。 7.1 电力晶体管 术语用法: 电力晶体管(Giant Transistor——GTR,直译为巨型晶体管) 。 耐高电压、大电流的双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor——BJT),英文有时候也称为Power BJT。 DATASHEET 1 2 应用 20世纪80年代以来,在中、小功率范围内取代晶闸管,但目前又大多被IGBT和电力MOSFET取代。
7.1 电力晶体管 1)GTR的结构和工作原理 与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的。 主要特性是耐压高、电流大、开关特性好。 7.1 电力晶体管 1)GTR的结构和工作原理 图7-1 GTR的结构、电气图形符号和内部载流子的流动 a) 内部结构断面示意图 b) 电气图形符号 c) 内部载流子的流动 与普通的双极结型晶体管基本原理是一样的。 主要特性是耐压高、电流大、开关特性好。 通常采用至少由两个晶体管按达林顿接法组成的单元结构。 采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成 。
7.1 电力晶体管 1)GTR的结构和工作原理 在应用中,GTR一般采用共发射极接法。 集电极电流ic与基极电流ib之比为 (7-2) 7.1 电力晶体管 空穴流 电 子 流 c) E b c i = e =(1+ ) 1)GTR的结构和工作原理 在应用中,GTR一般采用共发射极接法。 集电极电流ic与基极电流ib之比为 (7-2) ——GTR的电流放大系数,反映了基极电流对集电极电流的控制能力 。 当考虑到集电极和发射极间的漏电流Iceo时,ic和ib的关系为 ic= ib +Iceo (7-1) 单管GTR的 值比小功率的晶体管小得多,通常为10左右,采用达林顿接法可有效增大电流增益。
7.1 电力晶体管 2)GTR的基本特性 (1) 静态特性 共发射极接法时的典型输出特性:截止区、放大区和饱和区。 (1) 静态特性 共发射极接法时的典型输出特性:截止区、放大区和饱和区。 在电力电子电路中GTR工作在开关状态。 在开关过程中,即在截止区和饱和区之间过渡时,要经过放大区。 2)GTR的基本特性 截止区 放大区 饱和区 O I c i b3 b2 b1 < U ce 图7-3 共发射极接法时GTR的输出特性
7.1 电力晶体管 (2) 动态特性 开通过程 延迟时间td和上升时间tr,二者之和为开通时间ton。 加快开通过程的办法 。 关断过程 (2) 动态特性 开通过程 延迟时间td和上升时间tr,二者之和为开通时间ton。 加快开通过程的办法 。 关断过程 储存时间ts和下降时间tf,二者之和为关断时间toff 。 加快关断速度的办法。 GTR的开关时间在几微秒以内,比晶闸管和GTO都短很多 。 i b I b1 b2 cs c 90% 10% t 1 2 3 4 5 off s f on r d 图7-4 GTR的开通和关断过程电流波形
7.1 电力晶体管 前已述及:电流放大倍数、直流电流增益hFE、集射极间漏电流Iceo、集射极间饱和压降Uces、开通时间ton和关断时间toff (此外还有): 1) 最高工作电压 GTR上电压超过规定值时会发生击穿。 击穿电压不仅和晶体管本身特性有关,还与外电路接法有关。 BUcbo> BUcex> BUces> BUcer> Buceo。 实际使用时,最高工作电压要比BUceo低得多。 3)GTR的主要参数
7.1 电力晶体管 2) 集电极最大允许电流IcM 通常规定为hFE下降到规定值的1/2~1/3时所对应的Ic 。 3) 集电极最大耗散功率PcM 最高工作温度下允许的耗散功率。 产品说明书中给PcM时同时给出壳温TC,间接表示了最高工作温度 。
7.1 电力晶体管 二次击穿:一次击穿发生时,Ic突然急剧上升,电压陡然下降。 GTR的二次击穿现象与安全工作区 常常立即导致器件的永久损坏,或者工作特性明显衰变 。 安全工作区(Safe Operating Area——SOA) 最高电压UceM、集电极最大电流IcM、最大耗散功率PcM、二次击穿临界线限定。 SOA O I c cM P SB U ce ceM 图7-5 GTR的安全工作区
a) 各单元的阴极、门极间隔排列的图形 b) 并联单元结构断面示意图 c) 电气图形符号 7.2 可关断晶闸管 1)GTO的结构和工作原理 结构: 与普通晶闸管的相同点: PNPN四层半导体结构,外部引出阳极、阴极和门极。 和普通晶闸管的不同点:GTO是一种多元的功率集成器件。 图7-6 GTO的内部结构和电气图形符号 a) 各单元的阴极、门极间隔排列的图形 b) 并联单元结构断面示意图 c) 电气图形符号
7.2 可关断晶闸管 工作原理: 与普通晶闸管一样,可以用图7-7所示的双晶体管模型来分析。 图7-7 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理 由P1N1P2和N1P2N2构成的两个晶体管V1、V2分别具有共基极电流增益1和2 。 1+2=1是器件临界导通的条件。
7.2 可关断晶闸管 GTO能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别: 设计2较大,使晶体管V2控 制灵敏,易于GTO。 导通时1+2更接近1,导通时接近临界饱和,有利门极控制关断,但导通时管压降增大。 多元集成结构,使得P2基区横向电阻很小,能从门极抽出较大电流。 图7-7 晶闸管的工作原理
7.2 可关断晶闸管 由上述分析我们可以得到以下结论: GTO导通过程与普通晶闸管一样,只是导通时饱和程度较浅。 多元集成结构还使GTO比普通晶闸管开通过程快,承受di/dt能力强 。 由上述分析我们可以得到以下结论:
7.2 可关断晶闸管 GTO的动态特性 开通过程:与普通晶闸管相同 关断过程:与普通晶闸管有所不同 储存时间ts,使等效晶体管退出饱和。 下降时间tf 尾部时间tt —残存载流子复合。 通常tf比ts小得多,而tt比ts要长。 门极负脉冲电流幅值越大,ts越短。 O t i G A I 90% 10% f s d r 1 2 3 4 5 6 图7-8 GTO的开通和关断过程电流波形
7.2 可关断晶闸管 GTO的主要参数 许多参数和普通晶闸管相应的参数意义相同,以下只介绍意义不同的参数。 (1)开通时间ton —— 延迟时间与上升时间之和。延迟时间一般约1~2s,上升时间则随通态阳极电流的增大而增大。 (2) 关断时间toff —— 一般指储存时间和下降时间之和,不包括尾部时间。下降时间一般小于2s。 不少GTO都制造成逆导型,类似于逆导晶闸管,需承受反压时,应和电力二极管串联 。
7.2 可关断晶闸管 (3)最大可关断阳极电流IATO (4) 电流关断增益off ——GTO额定电流。 ——最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值IGM之比称为电流关断增益。 off一般很小,只有5左右,这是GTO的一个主要缺点。1000A的GTO关断时门极负脉冲电流峰值要200A 。
7.3 电力场效应晶体管 电力场效应晶体管 分为结型和绝缘栅型 7.3 电力场效应晶体管 电力场效应晶体管 分为结型和绝缘栅型 通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET) 简称电力MOSFET(Power MOSFET) 结型电力场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——SIT) 特点——用栅极电压来控制漏极电流 驱动电路简单,需要的驱动功率小。 开关速度快,工作频率高。 热稳定性优于GTR。 电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置 。
7.3 电力场效应晶体管 1)电力MOSFET的结构和工作原理 电力MOSFET的种类 按导电沟道可分为P沟道和N沟道。 7.3 电力场效应晶体管 1)电力MOSFET的结构和工作原理 电力MOSFET的种类 按导电沟道可分为P沟道和N沟道。 耗尽型——当栅极电压为零时漏源极之间就存在导 电沟道。 增强型——对于N(P)沟道器件,栅极电压大于 (小于)零时才存在导电沟道。 电力MOSFET主要是N沟道增强型。 DATASHEET
图7-9 电力MOSFET的结构和电气图形符号 7.3 电力场效应晶体管 电力MOSFET的结构 图7-9 电力MOSFET的结构和电气图形符号 是单极型晶体管。 导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有较大区别。 采用多元集成结构,不同的生产厂家采用了不同设计。
7.3 电力场效应晶体管 电力MOSFET的结构 小功率MOS管是横向导电器件。 7.3 电力场效应晶体管 电力MOSFET的结构 小功率MOS管是横向导电器件。 电力MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET(Vertical MOSFET)。 按垂直导电结构的差异,分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET)。 这里主要以VDMOS器件为例进行讨论。
图7-10电力MOSFET的结构和电气图形符号 7.3 电力场效应晶体管 截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。 P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源极之间无电流流过。 导电:在栅源极间加正电压UGS 当UGS大于UT时,P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消失,漏极和源极导电 。 电力MOSFET的工作原理 图7-10电力MOSFET的结构和电气图形符号
图7-11 电力MOSFET的转移特性和输出特性 7.3 电力场效应晶体管 2)电力MOSFET的基本特性 (1) 静态特性 漏极电流ID和栅源间电压UGS的关系称为MOSFET的转移特性。 ID较大时,ID与UGS的关系近似线性,曲线的斜率定义为跨导Gfs。 10 20 30 50 40 2 4 6 8 a) b) 饱和区 非 饱 和 区 截止区 I D / A U T GS V DS = =3V =4V =5V =6V =7V =8V 图7-11 电力MOSFET的转移特性和输出特性 a) 转移特性 b) 输出特性
图7-12电力MOSFET的转移特性和输出特性 7.3 电力场效应晶体管 截止区(对应于GTR的截止区) 饱和区(对应于GTR的放大区) 非饱和区(对应GTR的饱和区) 工作在开关状态,即在截止区和非饱和区之间来回转换。 漏源极之间有寄生二极管,漏源极间加反向电压时器件导通。 通态电阻具有正温度系数,对器件并联时的均流有利。 MOSFET的漏极伏安特性: 10 20 30 50 40 2 4 6 8 a) b) 饱和区 非 饱 和 区 截止区 I D / A U T GS V DS = =3V =4V =5V =6V =7V =8V 图7-12电力MOSFET的转移特性和输出特性 a) 转移特性 b) 输出特性
7.3 电力场效应晶体管 (2) 动态特性 开通过程 关断过程 开通延迟时间td(on) 上升时间tr 7.3 电力场效应晶体管 开通过程 开通延迟时间td(on) 上升时间tr 开通时间ton——开通延迟时间与上升时间之和 关断过程 关断延迟时间td(off) 下降时间tf 关断时间toff——关断延迟时间和下降时间之和 (2) 动态特性 R s G F L i D u GS p 信号 + U E O t GSP T d (on) r (off) f a ) b ) 图7-13 电力MOSFET的开关过程 a) 测试电路 b) 开关过程波形 up—脉冲信号源,Rs—信号源内阻, RG—栅极电阻, RL—负载电阻,RF—检测漏极电流
7.3 电力场效应晶体管 MOSFET的开关速度 MOSFET的开关速度和Cin充放电有很大关系。 7.3 电力场效应晶体管 MOSFET的开关速度和Cin充放电有很大关系。 可降低驱动电路内阻Rs减小时间常数,加快开关速度。 不存在少子储存效应,关断过程非常迅速。 开关时间在10~100ns之间,工作频率可达100kHz以上,是主要电力电子器件中最高的。 场控器件,静态时几乎不需输入电流。但在开关过程中需对输入电容充放电,仍需一定的驱动功率。 开关频率越高,所需要的驱动功率越大。 MOSFET的开关速度
(2) 漏极直流电流ID和漏极脉冲电流幅值IDM 7.3 电力场效应晶体管 3) 电力MOSFET的主要参数 除跨导Gfs、开启电压UT以及td(on)、tr、td(off)和tf之外还有: (1) 漏极电压UDS ——电力MOSFET电压定额 (2) 漏极直流电流ID和漏极脉冲电流幅值IDM ——电力MOSFET电流定额 (3) 栅源电压UGS —— UGS>20V将导致绝缘层击穿 。 (4) 极间电容 ——极间电容CGS、CGD和CDS
7.4 绝缘栅双极晶体管 两类器件取长补短结合而成的复合器件—Bi-MOS器件 7.4 绝缘栅双极晶体管 GTR和GTO的特点——双极型,电流驱动,有电导调制效应,通流能力很强,开关速度较低,所需驱动功率大,驱动电路复杂。 MOSFET的优点——单极型,电压驱动,开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小而且驱动电路简单。 两类器件取长补短结合而成的复合器件—Bi-MOS器件 绝缘栅双极晶体管(Insulated-gate Bipolar Transistor——IGBT或IGT)(DATASHEET 1 2 ) GTR和MOSFET复合,结合二者的优点。 1986年投入市场,是中小功率电力电子设备的主导器件。 继续提高电压和电流容量,以期再取代GTO的地位。
7.4 绝缘栅双极晶体管 1) IGBT的结构和工作原理 三端器件:栅极G、集电极C和发射极E 7.4 绝缘栅双极晶体管 1) IGBT的结构和工作原理 三端器件:栅极G、集电极C和发射极E 图7-14 IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号 a) 内部结构断面示意图 b) 简化等效电路 c) 电气图形符号
7.4 绝缘栅双极晶体管 IGBT的结构 图1-22a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT。 7.4 绝缘栅双极晶体管 IGBT的结构 图1-22a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT。 IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区,具有很强的通流能力。 简化等效电路表明,IGBT是GTR与MOSFET组成的达林顿结构,一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 RN为晶体管基区内的调制电阻。 图7-15 IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号 a) 内部结构断面示意图 b) 简化等效电路 c) 电气图形符号
7.4 绝缘栅双极晶体管 驱动原理与电力MOSFET基本相同,场控器件,通断由栅射极电压uGE决定。 IGBT的原理 7.4 绝缘栅双极晶体管 IGBT的原理 驱动原理与电力MOSFET基本相同,场控器件,通断由栅射极电压uGE决定。 导通:uGE大于开启电压UGE(th)时,MOSFET内形成沟道,为晶体管提供基极电流,IGBT导通。 通态压降:电导调制效应使电阻RN减小,使通态压降减小。 关断: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。
7.4 绝缘栅双极晶体管 2) IGBT的基本特性 (1) IGBT的静态特性 输出特性 7.4 绝缘栅双极晶体管 2) IGBT的基本特性 (1) IGBT的静态特性 输出特性 分为三个区域:正向阻断区、有源区和饱和区。 O 有源区 正向阻断区 饱 和 区 反向阻断区 I C U GE(th) GE RM FM CE 增加 a ) b ) 转移特性——IC与UGE间的关系(开启电压UGE(th)) 图7-16 IGBT的转移特性和输出特性 a) 转移特性 b) 输出特性
7.4 绝缘栅双极晶体管 (2) IGBT的动态特性 IGBT的开通过程 与MOSFET的相似 开通延迟时间td(on) 电流上升时间tr 7.4 绝缘栅双极晶体管 (2) IGBT的动态特性 IGBT的开通过程 与MOSFET的相似 开通延迟时间td(on) 电流上升时间tr 开通时间ton uCE的下降过程分为tfv1和tfv2两段。 tfv1——IGBT中MOSFET单独工作的电压下降过程; tfv2——MOSFET和PNP晶体管同时工作的电压下降过程。 t 10% 90% U CE I C O GE GEM CM CEM fv1 fv2 off on fi1 fi2 d(off) f d(on) r CE(on) 图7-17 IGBT的开关过程
7.4 绝缘栅双极晶体管 IGBT的关断过程 关断延迟时间td(off) 电流下降时间 关断时间toff 7.4 绝缘栅双极晶体管 IGBT的关断过程 t 10% 90% U CE I C O GE GEM CM CEM fv1 fv2 off on fi1 fi2 d(off) f d(on) r CE(on) 关断延迟时间td(off) 电流下降时间 关断时间toff 电流下降时间又可分为tfi1和tfi2两段。 tfi1——IGBT器件内部的MOSFET的关断过程,iC下降较快。 tfi2——IGBT内部的PNP晶体管的关断过程,iC下降较慢。 图7-18 IGBT的开关过程
——包括额定直流电流IC和1ms脉宽最大电流ICP 。 7.4 绝缘栅双极晶体管 3) IGBT的主要参数 (1) 最大集射极间电压UCES ——由内部PNP晶体管的击穿电压确定。 (2) 最大集电极电流 ——包括额定直流电流IC和1ms脉宽最大电流ICP 。 (3) 最大集电极功耗PCM ——正常工作温度下允许的最大功耗 。
7.4 绝缘栅双极晶体管 IGBT的特性和参数特点可以总结如下: 开关速度高,开关损耗小。 7.4 绝缘栅双极晶体管 IGBT的特性和参数特点可以总结如下: 开关速度高,开关损耗小。 相同电压和电流定额时,安全工作区比GTR大,且 具有耐脉冲电流冲击能力。 通态压降比VDMOSFET低。 输入阻抗高,输入特性与MOSFET类似。 与MOSFET和GTR相比,耐压和通流能力还可以进一步提高,同时保持开关频率高的特点 。
7.4 绝缘栅双极晶体管 擎住效应或自锁效应: 正偏安全工作区(FBSOA) 反向偏置安全工作区(RBSOA) 7.4 绝缘栅双极晶体管 擎住效应或自锁效应: ——NPN晶体管基极与发射极之间存在体区短路电阻,P形体区的横向空穴电流会在该电阻上产生压降,相当于对J3结施加正偏压,一旦J3开通,栅极就会失去对集电极电流的控制作用,电流失控。 动态擎住效应比静态擎住效应所允许的集电极电流小。 擎住效应曾限制IGBT电流容量提高,20世纪90年代中后期开始逐渐解决。 正偏安全工作区(FBSOA) ——最大集电极电流、最大集射极间电压和最大集电极功耗确定。 反向偏置安全工作区(RBSOA) ——最大集电极电流、最大集射极间电压和最大允许电压上升率duCE/dt确定。 IGBT往往与反并联的快速二极管封装在一起,制成模块,成为逆导器件 。
7.5 驱动电路 驱动电路——主电路与控制电路之间的接口 驱动电路的基本任务: 7.5 驱动电路 驱动电路——主电路与控制电路之间的接口 使电力电子器件工作在较理想的开关状态,缩短开关时间,减小开关损耗。 对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。 一些保护措施也往往设在驱动电路中,或通过驱动电路实现。 驱动电路的基本任务: 按控制目标的要求施加开通或关断的信号。 对半控型器件只需提供开通控制信号。 对全控型器件则既要提供开通控制信号,又要提供关断控制信号。
7.5 驱动电路 驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节,一般采用光隔离或磁隔离。 光隔离一般采用光耦合器 7.5 驱动电路 驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节,一般采用光隔离或磁隔离。 光隔离一般采用光耦合器 磁隔离的元件通常是脉冲变压器 图7-19 光耦合器的类型及接法 a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型
7.5 驱动电路 分类 按照驱动信号的性质分,可分为电流驱动型和电压驱动型。 7.5 驱动电路 分类 按照驱动信号的性质分,可分为电流驱动型和电压驱动型。 驱动电路具体形式可为分立元件的,但目前的趋势是采用专用集成驱动电路。 双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内的混合集成电路。 为达到参数最佳配合,首选所用器件生产厂家专门开发的集成驱动电路。
7.5 驱动电路(一)晶闸管的触发电路 晶闸管的触发电路 作用:产生符合要求的门极触发脉冲,保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。 7.5 驱动电路(一)晶闸管的触发电路 晶闸管的触发电路 作用:产生符合要求的门极触发脉冲,保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。 晶闸管触发电路应满足下列要求: 脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通。 触发脉冲应有足够的幅度。 不超过门极电压、电流和功率定额,且在可靠触发区域之内。 有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。 I M t 1 2 3 4 t 图7-20 理想的晶闸管触发脉冲电流波形 t1~t2脉冲前沿上升时间(<1s) t1~t3强脉宽度 IM强脉冲幅值(3IGT~5IGT) t1~t4脉冲宽度 I脉冲平顶幅值(1.5IGT~2IGT)
7.5 驱动电路(一) 晶闸管的触发电路 常见的晶闸管触发电路 V1、V2构成脉冲放大环节。 脉冲变压器TM和附属电路构成脉冲输出环节。 7.5 驱动电路(一) 晶闸管的触发电路 常见的晶闸管触发电路 V1、V2构成脉冲放大环节。 脉冲变压器TM和附属电路构成脉冲输出环节。 V1、V2导通时,通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲。 图7-21 常见的晶闸管触发电路
7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 1) 电流驱动型器件的驱动电路 (1) GTO GTO的开通控制与普通晶闸管相似。 7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 1) 电流驱动型器件的驱动电路 (1) GTO GTO的开通控制与普通晶闸管相似。 GTO关断控制需施加负门极电流。 O t u G i 5V的负偏压 GTO驱动电路通常包括 开通驱动电路、关断驱 动电路和门极反偏电路 三部分,可分为脉冲变 压器耦合式和直接耦合 式两种类型。 正的门极电流 图7-22 推荐的GTO门极电压电流波形
7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和寄 生振荡,可得到较陡的脉冲前沿。 7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和寄 生振荡,可得到较陡的脉冲前沿。 目前应用较广,但其功耗大,效率较低。 图7-23 典型的直接耦合式GTO驱动电路
7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 (2) GTR 开通驱动电流应使GTR处于准饱和导通状态,使之不进入放大区和深饱和区。 7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 (2) GTR 开通驱动电流应使GTR处于准饱和导通状态,使之不进入放大区和深饱和区。 关断GTR时,施加一定的负基极电流有利于减小关断时间和关断损耗。 关断后同样应在基射极之间施加一定幅值(6V左右)的负偏压。 t O i b 图7-24 理想的GTR基极驱动电流波形
7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 GTR的一种驱动电路,包括电气隔离和晶体管放大电路两部分。 7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 GTR的一种驱动电路,包括电气隔离和晶体管放大电路两部分。 图7-25 GTR的一种驱动电路 驱动GTR的集成驱动电路中,THOMSON公司的 UAA4002和三菱公司的M57215BL较为常见。
7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 2) 电压驱动型器件的驱动电路 电力MOSFET和IGBT是电压驱动型器件。 7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 2) 电压驱动型器件的驱动电路 电力MOSFET和IGBT是电压驱动型器件。 为快速建立驱动电压,要求驱动电路输出电阻小。 使MOSFET开通的驱动电压一般10~15V,使IGBT开通的驱动电压一般15 ~ 20V。 关断时施加一定幅值的负驱动电压(一般取-5 ~ -15V)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可以减小寄生振荡。
7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 (1) 电力MOSFET的一种驱动电路: 电气隔离和晶体管放大电路两部分 7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 (1) 电力MOSFET的一种驱动电路: 电气隔离和晶体管放大电路两部分 图7-26 电力MOSFET的一种驱动电路 专为驱动电力MOSFET而设计的混合集成电路有三菱公司的M57918L,其输入信号电流幅值为16mA,输出最大脉冲电流为+2A和-3A,输出驱动电压+15V和-10V。
7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 (2) IGBT的驱动 多采用专用的混合集成驱动器。 7.5 驱动电路(二) 全控型器件的驱动电路 (2) IGBT的驱动 多采用专用的混合集成驱动器。 图7-27 M57962L型IGBT驱动器的原理和接线图 常用的有三菱公司的M579系列(如M57962L和 M57959L)和富士公司的EXB系列(如EXB840、EXB841、EXB850和EXB851)。