【经验】如何在传统的三极管推挽电路基础上改进型推挽电路实现IGBT驱动轨到轨输出？

时间： 2018-10-11 来源：世强

技术问答

IGBT在开通和关断时需要对栅极电容进行充放电，其电流受栅极电荷Qg的影响。通常来讲，IGBT的额定电流越大，其栅极电荷Qg也越大，在开关时所需的驱动电流也就越大。

市面上常见的驱动IC的输出电流通常为2.5A和4A，可以驱动300A/1200V以内的IGBT。美国PI公司推出的SCALE-iDriver系列驱动IC（如SID1182K）的输出电流最大可达8A，可直接驱动600A/1200V以内的IGBT，如图1所示：

图1：SCALE-iDriver系列驱动IC直接驱动电路

对于额定电流超过600A的IGBT模块，市面上现有的驱动IC都不能实现单芯片直接驱动，而是需要在输出端增加推挽放大电路，增大电流驱动能力。传统的三极管推挽电路如图2所示：

图2：传统的三极管推挽电路

由图2可以看到，在IGBT稳定导通期间，门极电流为0，但上管三极管保持开通状态，所以Uout总比Uin要低0.7 V，三极管会吃掉一部分压降，不能实现轨到轨(Rail-to-rail)功能。为了进一步改善驱动性能，实现IGBT轨到轨驱动，下面介绍在传统的三极管推挽电路的基础上改进型的轨到轨推挽电路，如图3所示：

图3：改进型的轨到轨推挽电路

从图3可以看到，改进型推挽电路在三极管的基极和发射极之间增加了R111电阻，实现轨到轨输出功能。在IGBT开通过程中，R111几乎不起作用，GH的电流主要流入NPN管的B极，B极电流被三极管放大后由发射极送出，由GH’流出。在IGBT稳定导通过程中，由于门极电流为0，所以GH和GH’的电位相等，NPN管不导通，而PI的SCALE-iDriver系列驱动内部可以做到轨到轨，所以GH电位也等于+15 V，所以门极电压可以到达+15 V，实现了轨到轨的功能。

由以上分析可知，PI公司的SCALE-iDriver系列驱动IC（如SID1182K）的输出电流最大可达8A，可直接驱动600A/1200V以内的IGBT。对于更大电流的IGBT模块，可以在SID1182K的输出端增加改进型推挽电路，实现更大电流的轨到轨驱动功能。

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止殇阿童木 Lv6. 高级专家 2022-05-31

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型号- MKS4J022202D00MSSD,10-FZ12NMA080NS03-M260F,0505025.MX52LEP,TFLEX HD300,BGM111,C2M1000170D,EFR32MG13P732F512GM48-C,RBN75H125S1GP4-A0,10-FY12NMA160SH01-M820F18,KT05,PS9402,SGM6022,MLX91208,28R1101-000,28R0610-000,30-FT12NMA160SH-M669F28,PS9031,LSIC2SD120E30CC,30-FT12NMA200SH-M660F08,LXXXX 15.00/05/90 4.5SN GR,28R1476-100,92ML,LX 15.00/05/90 4.5SN GR BX,MKS4J033305D00KSSD,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,28R1953-000,PS9531L3,SI86XX,28B0141-000,WDU50N,SGM6032,WGM110,R5F56514FDLJ,C4D30120D,WDU70N,RBN40H125S1GPQ-A0,C2M0080120D,V23990-P629-L43,SGM2019,LSIC1MO120E0080,SID11X2K,SI8261BCD-C-IS

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型号- SMCJ36CA,TOP267VG,SMBJ,SMAJ6.0CA,92MLSC A 24X18 H1/059AL2 0030+-0007/DI,SMBJ8.5CA,5KP200A,SMBJ51A,SMBJ75A,SMBJ70CA,TOP270EG,0324030.,5KP40A,5KP64A,SMAJ,SMBJ17CA,SMBJ40A,SMBJ64A,0324.375,5KP18CA,5KP51A,SMCJ14CA,5KP75A,SMBJ160CA,TOP269KG-TL,0314.375MXP,5KP8.5CA,SMDJ,SMBJ85A,SMBJ28CA,5KP160CA,5KP78A,SMAJ8.0A,TOP271EG,5KP,5KP28CA,SMBJ300A,0324040.,5KP30A,TOP268VG,5KP54A,SMBJ150CA,92ML 104/83 24X18,92MLSC A 24X18 H2/059AL2 0030+-0007/DI,SMCJ,SMDJ33CA,SMF12A,SMF5.0A,SMF36A,SMBJ16CA,0324030.MXP,5KP70CA,5KP17CA,SMCJ30A,TOP265VG,SMDJ20A,SMF11A,5KP180CA,SMCJ400A,MLX91208LDC-CAH-000-RE,5KP60A,SMBJ170CA,TOP271KG,0324010.,SMBJ400A,SMF10A,SMCJ8.0CA,SMBJ60A,92ML 1080/85 24X18,SMBJ15CA,SMCJ40A,TOP265KG-TL,5KP16CA,SMCJ16CA,SMCJ64A,TOP266VG,92ML 104/88 12X18,MLX91208LDC-CAH-000-SP,SMBJ26CA,SMBJ400CA,MLX91208,5KP26CA,SMBJ90CA,0324020.,92ML A 24X18 HL/HL 0400+-004/DI,SMBJ14CA,SMBJ70A,MLX91208LDC-CAH-000-TU,5KP170CA,SID1182K,5KP15CA,92G0040CVVAKP42,5KP85A,SMDJ7.0A,0324015.,92ML0488-50K042,SMBJ48CA,5KP12A,5KP36A,5KP24A,SMDJ36CA,5KP48A,5KP48CA,5KP200CA,SMBJ130CA,SMAJ18CA,5KP6.5CA,SMCJ28CA,5KP90CA,SMBJ13CA,SMF54A,SMF,5KP190CA,SMDJ51A,SMBJ36CA,5KP11A,SMAJ250CA,0314012.MXP,5KP14CA,MLX91208LDC-CAL-RE,SMBJ24CA,SMCJ200A,5KP14A,5KP26A,5KP24CA,92ML PREPREG 104/88 12.00X18.00,TOP270KG,TOPSWITCH-JX,0314040.MXP,SMBJ90A,0314015.MXP,SMBJ12CA,0314.375,SMBJ58CA,5KP13A,SMF3.3,SMBJ188CA,0324001.,SMBJ350CA,0324025.,SMCJ70A,5KP13CA,5KP36CA,5KP8.0CA,TOP264-271,SMBJ5.0A,SID11X2,SMCJ250CA,TOP269EG,SMBJ180A,SMCJ440A,SMAJ5.0CA,TOP267KG-TL,314,5KP20A,TOP270KG-TL,0324040.MXP,SMDJ11CA,5KP100CA,SMBJ11CA,SMDJ180A,5KP7.5CA,324,92G0600CWWAKP42,5KP190A,MLX91208LDC-CAL-TU,5KP210CA,92ML0488-50K098,SMDJ5.0A,5KP12CA,5KP58CA,5KP43A,SID1182,SMCJ5.0CA,SMBJ22CA,SMBJ45CA,0314040.,92ML A 24X18 H2/H2 0600+-005/DI,5KP22A,5KP58A,SMBJ170A,SMCJ220A,SMBJ10CA,5KP22CA,5KP45CA,5KP10A,5KP5.0A,0324015.HXP,SMBJ6.0A,92G0080CWAKP42,SMBJ33CA,SMBJ250CA,5KP45A,5KP33A,5KP9.0CA,5KP180A,92MLSC B 24X18 H4/059AL2 0060+-001/DI,5KP11CA,SMBJ5.0CA,5KP6.0A,SMBJ220CA,5KP110CA,92G0400CWWAKP42,TOP267EG,SMBJ160A,SMAJ16A,5KP6.0CA,92G0600CWWAWP42,92G0600CTTAKP42,TOP270VG,SMBJ78CA,TOP269KG,SMAJ48CA,5KP10CA,SMBJ43CA,TOP266EG,MLX91208LDC-CAH-TU,5KP170A,SMBJ20CA,5KP33CA,SMCJ7.5A,SMBJ7.0A,TOP268EG,5KP20CA,5KP43CA,SMBJ54CA,SMBJ18A,SI86XXISO-KIT,5KP220CA,SMAJ26A,SMBJ150A,92ML,TOP271VG,0314015.,A0-VP122PA600M7-L759F70,SMBJ6.0CA,SI86XX,5KP160A,SMCJ350A,SMBJ100CA,SMAJ15A,5KP78CA,MLX91208LDC-CAV-000-RE,SMBJ6.5A,5KP7.0CA,5KP16A,SMBJ16A,SMCJ250A,SMAJ180CA,SMBJ30CA,SMDJ15CA,5KP28A,SMBJ28A,5KP6.5A,SMBJ188A,SMCJ64CA,5KP7.0A,SMBJ8.0A,92MLHF 0104 RC:88% 24.00X18.00,5KP150A,MLX91208LDC-CAV-000-SP,SMBJ440CA,0324030.HXP,TOP264EG,5KP54CA,SMBJ64CA,0324020.MXP,5KP15A,TOP267KG,SMBJ17A,SMAJ5.0A,SMBJ120CA,SMBJ250A,SI86XXIS0-KIT,0314012.,5KP8.0A,TOP266,5KP250A,TOP268,TOP267,TOP264,5KP64CA,SMBJ14A,SMBJ75CA,92G0080CWWAKP42,SMBJ26A,5KP18A,SMBJ110CA,SMBJ7.0CA,SMBJ130A,0324010.MXP,TOP271,TOP270,SMCJ6.5A,SMBJ7.5A,5KP120CA,TOP264KG-TL,SMBJ40CA,5KP30CA,TOP265EG,SMBJ15A,TOP269,5KP17A,TOP268KG,0324025.MXP,A0-VP122PA600M7-L759F70T,92G0400CTTAKP42,SMCJ30CA,SMBJ9.0A,SMCJ16A,SMBJ12A,SMBJ51CA,5KP40CA,SMBJ36A,SMBJ24A,SMAJ6.0A,SMBJ48A,SMAJ10CA,SMBJ350A,SMBJ120A,SMAJ20A,SMBJ6.5CA,5KP130A,SMDJ51CA,5KP75CA,SMBJ13A,SMBJ85CA,TOP265KG,5KP7.5A,SMAJ33A,5KP250CA,SMBJ8.0CA,SMCJ6.0A,MLX91208LDC-CAV-000-TU,SMBJ8.5A,5KP130CA,SMBJ22A,5KP85CA,SMBJ58A,5KP70A,SMBJ110A,5KP8.5A,SMBJ300CA,VINCODUAL E3,5KP9.0A,5KP120A,SMAJ170A,SMBJ10A,5KP51CA,SMBJ11A,TOP266KG,SMBJ220A,SMCJ6.5CA,SMBJ180CA,SMCJ48A,SMCJ36A,SMCJ180A,TOP266KG-TL,SMBJ43A,5KP220A,MLX91208LDC-CAL-000-RE,92ML SC B 24X18 H3/059AL2 0.006+-0. 001,SMBJ7.5CA,SMBJ100A,TOP269VG,92ML A 24X18 H2/H2 0200+-0025/DI,SMAJ40A,92G0080CTTAKP42,SMAJ30CA,5KP5.0CA,5KP110A,SMBJ20A,5KP150CA,SMBJ45A,SMBJ33A,SMBJ9.0CA,SMDJ16A,SMBJ60CA,TOP268KG-TL,SMBJ440A,SMCJ12CA,SMCJ33CA,SMCJ58CA,5KP90A,SMBJ200CA,5KP210A,MLX91208LDC-CAL-000-SP,SMBJ78A,5KP60CA,0324001.MXP,TOP271KG-TL,0324010.HXP,SMCJ33A,MLX91208LDC-CAL-000-TU,TPCM780,SMCJ5.0A,SMBJ18CA,SMBJ30A,5KP100A,SMAJ150A,SMBJ54A,92ML PREPREG 104/88 24. 00X18. 00,MLX91208LDC-CAH-RE,SMBJ200A,0324.375HXP,TOP264KG,SMCJ22A

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【技术】IGBT及其IGBT模块是如何进行导通的？

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型号- ADP32F12A-150QP G,TFLEX HD300,ADP32F12A-150QPG,TPCM780,10-FY074PA100SM-L583F08,SM5G-GGG-T-080S-000,PV-STICK-_VPE10,SI8621BD-B-ISR,EKY-800ELL391MK30S,SI8233BB-D-IS1,PV-STICK+_VPE10,SGM2036-3.3YN5G/TR,0505025.MXEP,PV BSS VAPM 5P M,SMCJ64CA,PV PS VAPM 5P F

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【方案】125kW（1500VDC系统）光伏逆变器优选器件方案

描述- 本方案基于 1500VDC 系统，提出了在 BOOST 电路采用高集成度对称式 BOOST 模块，内置全 SiC MOS 和二极管，以提高开关频率和减小升压电感体积。在逆变电路采用 NPC 拓扑结构，耐压高达 2400V，在满足1500V 系统耐压需求的基础上，采用了低耐压的 IGBT，实现了较高的开关频率，有利于光伏逆变器实现更高的效率和更小的体积。

型号- TFLEX HD300,C3M0065090D,C2M1000170D,10-F124NID150SH03-LG18F98,10-F124NIE150SH03-LG28F98,RA-8565SA,PS9402,MLX91208,10-F124NIX150SH03-LGX8F98,28R1101-000,28R0610-000,LSIC2SD120E30CC,28R1476-100,92ML,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,KT05-1A-BV88622,28R1953-000,28B0141-000,WGM110,R5F56514FDLJ,WM 4C,C4D30120D,10-FY09S2A065ME-L869L08,SID1152K,SI8621BD-B-IS,SI8261BCD-C-IS,SID11X2K

优选器件方案 - WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,CREE,RENESAS,VINCOTECH,STANDEX-MEDER,II-VI MARLOW,EPSON,PI,ROGERS,MELEXIS - V1.1 PDF 中文下载

C2&E3 IGBT Modules for Variable-frequency Drive New Product Announcement

型号- MG600HF12TLC2,MG600HF12TLE3,MG600HF12MLC2

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索力德普产品广泛应用于电焊机、感应加热、光伏领域、光伏逆变器、储能变流器、大功率变流器、电机/伺服驱动器、不间断电源、高频开关应用、风电变流器、新能源汽车等领域。

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【应用】兆科低热阻高绝缘的导热绝缘片用于UPS电源IGBT模块，具备良好电介质强度且支持减震抗刺穿

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型号- SM712-02HTG,SID11X2,SMBJ,SMAJ,SMDJ,FT05MHNR,SMCJ,TFLEX HD700,AVP32F335,TGARD500,SMF,2SC0108T2G0-17,A0-VS122PA600M7-L759F70,FR05MHCR,SM24CANA-02HTG

优选器件方案 - VINCOTECH,LITTELFUSE,PI,LAIRD,SILICON LABS,ADVANCECHIP,FIRECOMMS - V1.0 PDF 中文下载

IGBT模块应用时，死区时间怎么预留？

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技术问答发布时间 : 2018-10-15