【应用】如何正确使用IGBT驱动解决米勒电容导致寄生导通问题

时间： 2016-11-18 来源：世强

技术问答

在电力电子电路中，IGBT以其驱动方便、高耐压、低导通内阻、高工作频率得到广泛应用。为保障IGBT高效稳定的运行，需要为其提供高性能的驱动和保护电路。本文以SILICON LABS门极智能驱动Si8285为例，介绍如何正确使用IGBT门极智能驱动解决米勒电容导致的寄生导通问题以提高产品可靠性。

IGBT的米勒电容引起的寄生导通效应

在大多数IGBT驱动电路应用中，都会遇到一个普遍的问题是IGBT的米勒电容引起的寄生导通效应，这种效应在单电源供电的电路中特别明显。图1所示为米勒电容的寄生导通效应：

图1：米勒电容的寄生导通效应

当开通上桥臂S1时，在下桥臂产生瞬态dv/dt，电流Icg流经米勒电容Ccg、门极驱动电阻Rg、及隔离驱动IC内部驱动电阻Rdrive，这样会产生压降Vge，如果这个Vge超过门极的阈值电压，则下管会产生寄生导通。为防止出现寄生导通的发生，在使用门极驱动时需要使用负压关断，此时下管IGBT的Vge为负值，需要更大的dv/dt才有可能达到门极导通阈值电压。

为有效解决米勒电容导致的寄生导通问题，Silicon Labs推出了升级款门极智能驱动Si828x系列产品，内置主动式米勒钳位功能，如图2所示：

图2：Si8285米勒钳位框图

Vclamp引脚接在IGBT的G极，驱动电阻Rg的后端。当下桥臂S2的Vge达到阈值电压时，Vclamp引脚变为低电平，使IGBT的GE间短路，流过米勒电容的电流通过Vclamp脚流到GND，不经过Rg，从而避免导致IGBT的桥臂直通。当驱动输入再次触发后，Vclamp恢复为高电平。

Si828x系列产品提供的主动式米勒钳位功能，可以在较高的du/dt状态下保持IGBT的关断，从而在驱动电路中无须使用负压关断及额外的吸收电容，节省电路成本、适应不同的电路应用环境。图3是Si8285的应用电路图：

图3：Si8285的应用电路

Si8285的性能参数：
• 内部集成Vce电压检测和故障保护、反馈电路
• 具有UVLO欠压锁定功能
• 具有过流软关断功能
• 最大峰值输出电流4A
• 轨对轨的输出电压
• 共模抑制比高达50Kv/us
• 4A驱动电流，主动式米勒钳位

Si8285的典型应用：
• 电机驱动变频器
• 太阳能逆变器
• 高功率转换器

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古月工 Lv8. 研究员 2018-12-27

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