【经验】一文教你解决IGBT驱动光耦驱动IGBT模块时出现的IGBT驱动震荡问题
在我们的项目设计IGBT驱动过程中经常会发生驱动震荡问题，驱动波形出现大幅度震荡，工程师调试很长时间也解决不了，本文就驱动震荡问题跟大家分享一些项目经验。
近期在一个项目中遇到过驱动震荡问题，IGBT驱动光耦选用RENESAS PS9402驱动VINCOTECH IGBT PIM模块V23990-P546-A28-PM，带负载调试时驱动出现震荡，波形图如下：
图1 IGBT开启驱动震荡波形
之前项目选用负压关断，现受限于PCB面积改为0电压关断。采用0V关断可能面临寄生开通问题。
图2 Vce分别为0V和-9V寄生开通的对比
这种现象通常出现在IGBT半桥拓扑中，以下两种情况都可能导致IGBT误导通：
1、米勒电容效应导致寄生导通，产生的原因在于集电极和发射极之间的电压变化率dVce/dt;
米勒电容产生的dv/dt产生的电流通过内部栅极电阻、外部栅极电阻和驱动内部电阻形成栅极电压，高于IGBT开通阈值电压就会产生寄生导通。时间比较短，大概在10-100ns,不会造成IGBT直通。
2、发射极的杂散电感也会引起寄生开通，产生的原因在于负载电流的变化率dIL/dt。
通常我们可以通过比较IGBT分别以0V和-8V电压关断的实验结果来确定是否发生了寄生导通。
项目情况解决及分析：
1、比较IGBT分别以0V和-8V电压关断的波形现象，确定发生了寄生导通；
2、考虑到米勒电容影响，可以增加Cge栅极电容串联小电阻来抑制或衰减不需要的震荡。但由于增加Cge电容到几百pF才起效果,严重增大IGBT开通损耗，此措施不合理。
3、考虑发射极杂散电感影响，可以增大外部栅极电阻来减缓IGBT开通，从而降低dI/dt，这也会增加IGBT导通损耗，需要从整体评估损耗，IGBT温升情况是否在可接受范围。驱动电阻由原来10Ω增大至33Ω，有效减小驱动震荡。
4、通常共发射极的PIM模块，需要特别注意寄生电感引起的寄生开通现象。在这些模块了，输出桥臂下管IGBT的发射极并联在一起并由一个或两个公共引脚引出来。当其中一个IGBT开关时，会通过公共的发射极及其中的杂散电感来影响其他IGBT。对于诸如此类的拓扑，只能通过增大栅极电阻或额外的Vge电容来减缓IGBT开通，而更改外围电路无法避免这种影响。
通过上面介绍，相信大家对IGBT出现驱动震荡时怎么去分析有了比较清晰认识。驱动震荡涉及因素较大，需要在实际项目中多分析，从波形入手分析才能从根本上找到原因。
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VINCOTECH-IGBT功率模块选型表
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产品型号
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品类
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SUB-TOPOLOGY
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PRODUCT LINE
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VOLTAGEIN（V）
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CURRENTIN(A)
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MAIN CHIP TECHNOLOGY
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HOUSING FAMILY
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HEIGHTIN（mm）
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ISOLATION
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V23990-K429-A40-PM
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IGBT功率模块
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CIB-KE-NTC
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MiniSKiiP® PIM 3
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1200
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75
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IGBT4
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MiniSKiiP® 3
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16
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Al2O3
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选型表 - VINCOTECH 立即选型
IGBT模块应用时，死区时间怎么预留？
IGBT模块应用时，通过软件控制上下桥臂的门极开关切换时间控制死区时间，例如20KHz驱动频率的电源行业，INV采用半桥架构，上下管的交替死区设置时间一般是1~2μS。另外关于IGBT模块选型，可参考Vincotech的选型资料：https://www.sekorm.com/doc/65932.html
DGC40C120M2T IGBT模块40A 1200V PIM一体化封装
描述- 该资料详细介绍了DGC40C120M2T型IGBT模块的技术规格和应用。该模块采用先进的沟槽和场止技术设计，具有低栅极电荷、优异的开关速度和正温度系数的优点，适用于焊接、UPS、逆变器、交流伺服驱动放大器等领域。
型号- DGC40C120M2T
VINCOTECH功率模块选型表
VINCOTECH提供以下技术参数的功率模块产品选型，提供PIM模块，6管（sixpack）模块，半桥（Half-Bridge）模块，全桥（H-Bridge）模块，I型三电平（NPC）模块，T三电平（MNPC）模块，升压（Booster）模块，电力电压模块等数十种拓扑的IGBT模块选型，电压范围600-1600V，电流范围4-1800A。
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产品型号
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品类
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产品状态
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拓扑
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电压(V)
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电流(A)
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模块高度 (mm)
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晶圆工艺
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封装
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10-0B06PPA004RC-L022A09
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SiC功率模块
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Series production
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PIM+PFC(CIP)
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600V
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4A
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17mm
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IGBT RC
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flow 0B
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选型表 - VINCOTECH 立即选型
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可定制变压器电压最高4.5KV，高频30MHz；支持平面变压器、平板变压器、OBC变压器、DCDC变压器、PLC信号变压器、3D电源、电流变压器、反激变压器、直流直流变压器、车载充电器变压器、门极驱动变压器等产品定制。
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