【技术】如何准确计算IGBT的驱动参数？

时间： 2018-04-03 来源：世强

代理服务

技术支持

采购服务

IGBT,隔离驱动,A0-VS122PA600M7-L759F70,Vincotech

IGBT可靠的开通和关断是变频器稳定运行的核心。为了实现IGBT的通断，需要对IGBT的门极进行充电以达到门极开通电压Vge_on，以及对门极进行放电至门极关断电压Vge_off。因此，正确计算IGBT的驱动参数是保证其可靠通断的首要任务。

通常情况下，IGBT的驱动电路如图1所示：

图1、IGBT的驱动电路

在图1中，Rg代表门极驱动电阻，Cge代表辅助门极电容。下面来一一介绍IGBT驱动电路的各项参数及其计算方法：

1、IGBT开通电压

在IGBT导通时，为了降低其通态损耗，通常会使其工作在深度饱和状态。这要求IGBT的门极驱动电压比实际的阈值电压高出很多，通常我们会选择门极开通电压为+15V，以降低Vce_on。

2、IGBT关断电压

由于IGBT栅极与发射极之间存在高dv/dt 和寄生电容，因而在栅极引脚处会产生一些电压尖峰，该电压尖峰可能触发下桥IGBT 的误导通，在门极驱动施加负压有利于IGBT的可靠关断，通常设置门极关断电压为-10V。

3、IGBT驱动功率

门极电压在两种电平（+15V和-10V）转换过程中，在门极驱动电阻和功率器件组成的回路中会产生损耗，这就要求相应的驱动功率来满足。如果驱动电路中只有驱动电阻，没有辅助门极电容，则驱动功率计算公式如下：

其中，Pdrv代表所需要的驱动功率、Qgate代表IGBT的门极电荷量、fin代表IGBT的开关频率、δVgate代表驱动电压压差。

如果在驱动电路中放置了辅助门极电容，则也需要对该电容进行充放电。此时，驱动功率计算公式如下：

其中，Cge代表外置的辅助门极电容。

4、峰值驱动电流

在IGBT驱动回路中，需要在最大的电压摆幅和最小的驱动电阻条件下为IGBT提供足够的驱动电流，公式如下：

在实际设计和应用过程中，我们发现驱动电路中实际观察到的电流峰值低于上述值的70%。这是由于门极回路中的寄生电感造成的，寄生电感在门极充电开始时限制电流上升的斜率，如图2所示：

图2、门极驱动回路中存在的寄生电感

通过上述的分析，我们以一款VINCOTECH公司的IGBT模块（型号为A0-VS122PA600M7-L759F70）为例，实际计算这款IGBT所需的驱动电路相关参数。该IGBT模块的基本参数为：耐压1200V，额定电流600A，栅极电荷Qgate为6700nC，栅极内阻为0.67Ω。假定驱动电压为+15V/-10V，开关频率为3kHz，外置辅助门极电容为10nf，驱动电阻为3.3Ω。则计算结果如下：

IGBT驱动功率：P=6700nC*3kHz*25V+10nf*3kHz*25V*25V=0.52W

峰值驱动电路：I=0.7*25V/(0.67Ω+3.3Ω）=4.4A

本文给出了IGBT驱动电路中的关键参数的描述，包括门极开通电压、门极关断电压、驱动功率以及峰值驱动电流，并给出关键参数的计算公式，有助于工程师更加准确、可靠的设计IGBT驱动电路。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 207
| 转发至：

本文由zyliuliu提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（207）

烈酒丶 Lv5. 技术专家 2022-09-13

学习
用户46994421 Lv3. 高级工程师 2019-12-30

英飞凌的门极电荷是2.4uc,按照你这公式算600W啊？？？FFR300R12KT4 系列的
曾子 Lv5. 技术专家 2019-11-26

学习
燕子飞 Lv5. 技术专家 2019-11-26

学习
静待花开 Lv7. 资深专家 2019-11-24

学习了

有妖气 Lv8. 研究员 2019-11-23

学习
ID43989078 Lv7. 资深专家 2019-11-23

学习中
Tmac Lv4. 资深工程师 2019-11-22

学到了
CW Lv4. 资深工程师 2019-11-22

学习
Linus Lv5. 技术专家 2019-11-21

学习了

展开更多评论

【经验】如何正确测试IGBT门极驱动波形？

本文以vincotech E3半桥IGBT模块（A0-VS122PA600M7-L759F70）和PI隔离驱动（SID1182K）为例，介绍在实际的IGBT驱动电路中如何正确测试门极驱动波形。

2018-12-19 - 设计经验

【经验】如何正确理解IGBT模块规格书中的电流参数？

IGBT规格书一般会给出ICnom、IC、ICRM、It(RMS)这几个电流参数。如何正确理解IGBT几个电流参数的定义和深层次的含义，本文将做详细的讲解。

2018-03-20 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

不带铜底板IGBT功率模块的散热设计

不带铜底板的IGBT模块已经成为模块封装发展的一个趋势，本文通过大量仿真及实验数据，介绍了Vincotech公司推出的预涂高性能导热硅脂服务对模块散热的改善效果。

2016-04-15 - 设计经验代理服务技术支持采购服务散热方案设计

变频器推荐IGBT凌讯微LGT40N120B，漏源电压1200V、集电极电流40A ∣视频

变频器靠内部IGBT的开段来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能调速的目的。推荐凌讯微IGBT系列优势产品LGT40N120。

2024-08-28 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【技术】为什么单相光伏逆变器中H4桥IGBT功率模块不能用于大功率？

高频电压对寄生电容Cpv高频充放电，从而生产漏电流，严重危害人生安全，因此H4桥在单相大功率中难以胜任，推荐使用Vincotech的H6.5拓扑IGBT功率模块

2017-11-30 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

【选型】2.2KW变频器设计推荐1200V/15A的IGBT模块10-FZ12PMA015M7-P840A28

Vincotech旗下1200V/15A的IGBT模块10-FZ12PMA015M7-P840A28采用Flow0封装，集成整流桥+制动+逆变拓扑，是2.2KW变频器主拓扑的优选，目前已经成熟应用于该类变频市场，性价比高。

2020-09-02 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

IGBT变频器应用系列C2&E3模块新产品发布

描述- 该资料主要介绍了IGBT变频系列产品，包括封装类型、电压电流等级、机械强度、功率循环能力、制造工艺、应用领域、环保标准以及产品性能特点。

型号- MG600HF12TLC2,MG600HF12TLE3,MG600HF12MLC2

2024/4/26 - 扬杰科技 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

VINCOTECH-IGBT功率模块选型表

VINCOTECH提供以下技术参数的IGBT功率模块产品选型，VOLTAGEIN：600-1800V，CURRENTIN：4-1800A

产品型号	品类	SUB-TOPOLOGY	PRODUCT LINE	VOLTAGEIN（V）	CURRENTIN(A)	MAIN CHIP TECHNOLOGY	HOUSING FAMILY	HEIGHTIN（mm）	ISOLATION
V23990-K429-A40-PM	IGBT功率模块	CIB-KE-NTC	MiniSKiiP® PIM 3	1200	75	IGBT4	MiniSKiiP® 3	16	Al2O3