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IGBT驱动电阻选取

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IGBT驱动电阻的选择

IGBT的驱动电阻及关闭电阻选择基本基本没有计算,要是计算的话,也就是一个RC充放电时间的计算来确定这个R的选择。仅仅是这个时间是不确定的,时间的大小受到各方面因素的制约,所以在确定这个R的时候,需要考虑诸多问题。

第一:查出各IGBT的最小门极电阻。Datasheet上写的是各IGBT厂家推荐的最小Rg。选择电阻的个人经验,首先确定的范围为厂家推荐的最小电阻的1-2倍之间。见表1 IGBT型号 BSM100GB170DLC BSM150GB170DLC FF200R17KE3 FF300R17KE3 FF450R17ME4 FF650R17IE4 FF1000R17IE4 FF1400R17IP4 最小门极电阻 15Ω 10Ω 6.8Ω 4.7Ω 3.3Ω 1.8Ω 1.2Ω 0.47Ω 可选择Rgon 15Ω-30Ω 10Ω-20Ω 6.8Ω-13.6Ω 4.7Ω-9.4Ω 3.3Ω-6.6Ω 1.8Ω-3.6Ω 1.2Ω-2.4Ω 0.47Ω-0.94Ω 最小关断电阻 15Ω 10Ω 6.8Ω 4.7Ω 3.3Ω 2.7Ω 1.8Ω 0.68Ω 可选择Roff 15Ω-30Ω 10Ω-20Ω 6.8Ω-13.6Ω 4.7Ω-9.4Ω 3.3Ω-6.6Ω 2.7Ω-5.4Ω 1.8Ω-3.6Ω 0.68Ω-1.36Ω 表 1 目前公司所用的IGBT驱动电阻可选择范围

门极电阻的选择范围就如表1,具体的要进行双脉冲试验,才能最终确定最优化Rgon和Rgoff。

第二:确定Ron的功率。 计算公式:

P = fs ×QG ×ΔU 备注:

P:每通道Rgon功率; f s: IGBT开关频率; QG:IGBT门极电荷,可从datasheet中查出gate charge,不同IGBT该数值不同; ΔU:门极驱动电压摆幅,等于驱动正压+U 和负压–U 之间差值。

这里我们公司选择的是2SD315和SKYPER32。其∆U=30V 。 IGBT型号 BSM100GB170DLC BSM150GB170DLC FF200R17KE3 FF300R17KE3 FF450R17ME4 FF650R17IE4 FF1000R17IE4 FF1400R17IP4 QG(datasheet) 1.2uC 1.8uC 2.3uC 3.5uC 4.6uC 7uC 10uC 13.5uC u=10^(-6) Fs取值 1.2K 1.2K 1.2K 1.2K 1.2K 1.2K 1.2K 1.2K ∆U 30V 30V 30V 30V 30V 30V 30V 30V P(W) 0.0432 0.08 0.0828 0.126 0.1656 0.252 0.36 0.486 可选择Rgon电阻功率 ≧0.125W ≧0.125W ≧0.125W ≧0.25W ≧0.5W ≧0.5W ≧1W ≧1W 备注 第三:根据以上两个表格,来选择Ron和Roff的型号。

其实这里的电阻选择说白了就是一个RC充放电回路的计算。结合IGBT的其他特性(di/dt、du/dt、桥臂死区时间,IC振荡、续流二极管的特性、热损耗等)及实际应用中的需求(实际使用时IGBT的开关频率等)。来选择这个R。这个R中心领导需要我来进行计算,我是比较头疼。由于没有进行过现实试验,在我自己的合理范围内我都可以认为是合理的。本来想进行仿真的,但是没有建立好模型。以后再说吧,反正在我提供的范围内选择的电阻,就不会出问题。要是一定要有一个合理的,能够具有说服力的解释,那就得进行不断的试验,获得第一手的资料才能够行。

Ron选择时,主要考虑以下两个方面

1、一方面需要选择尽量小的阻值,以保证IGBT能以最快的速度导通。 2、另一方面需要选择尽量大的电阻,以保证IC不发生振荡。【厂家提供的最小电阻就是发生振荡的临界值。】

Roff主要考虑的因素是三个:

1、di/dt 。如果Roff太小,di/dt 太大,容易造成IGBT关闭时,由寄生电感发射的电压尖峰过高。大大的增加了IGBT的风险,同时也需要更加苛刻的吸收电容来吸收。另外,也会造成续流二极管的反向恢复电流过大,会造成二极管击穿。

2、死区时间控制。如果Roff太大,会延长关断下沿时间导致桥臂死区时间超过最小值。

3、随着Roff的增大,关闭时IGBT的损耗也不断增加。所以希望能够在我提供的范围内,稍微大于最小值的地方选择一个Roff的电阻。不要低于datasheet所规定的最小电阻就可以。至于最上限,同时不得高于2倍规定值电阻。经常使用的是1.20-1.4倍最小值之间选电阻,没有出过问题。同时,发热量也不至于大到那里去。

最终的选择结果 IGBT型号 BSM100GB170DLC BSM150GB170DLC FF200R17KE3 FF300R17KE3 FF450R17ME4 FF650R17IE4 FF1000R17IE4 Ron/Roff(括号内关闭电阻值在开通电阻上叠加值) Ron Roff Ron Roff Ron Roff Ron Roff Ron Roff Ron Roff Ron Roff 18Ω 24Ω 12Ω 15Ω 8.2Ω 10Ω 5.1Ω 6.8Ω 3.6Ω 4.02Ω 2Ω 1Ω 1.5Ω 0.56Ω 时间 0.1us 0.9us 0.1us 0.9us 0.3us 1us 0.3us 1us 0.26us 1us 0.6us 1.3us 0.6us 1.3us 功率 1W 1W 1W 1W 1W 1W 1W 1W 1W 1W 2W 2W 2W 2W FF1400R17IP4 Ron Roff 0.56Ω 0.22Ω 0.us 1.4us 2W 2W 关于电阻的功率选择SKYPER32选用1W,2SD315选用2W 电阻的选取温漂5ppm,千分之一精度

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