2 IGBT驱动

制作人：李洪涛 IGBT驱动电路 名教师黄洪刚工作室 IGBT驱动电路 2 IGBT基础知识 1 目录 2 一、IGBT基础知识 1.IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor） IGBT是绝缘栅双极晶体管的简称。它是一种三端半导体开关器件，可用于多种类型的电子器件中实现高效率的快速开关，用于开关/处理具有脉宽调制(PWM)的复杂波形。下图是IGBT的电路符号以及简单的等效电路 IGBT电路符号 IGBT简单等效电路 3 一、IGBT基础知识 2.IGBT内部结构 IGBT内部结构示意图 IGBT 三个电极（集电极、发射极和栅极）都附有金属层。并且，栅极上的金属材料具有二氧化硅层。 IGBT结构其实就相当于是一个四层半导体的器件。四层器件是通过组合 PNP 和 NPN 晶体管来实现的，它们构成了 P-N-P-N 排列 4 一、IGBT基础知识 2.IGBT工作原理 IGBT简单的等效电路 IGBT的开通和关断是由栅-射极电压UGE控制,当UGE正向且大于开启电压UGE（th）时,MOSFET内部形成沟道,并为PNP晶体管提供基极电流,使得IGBT导通。在栅极加零或负电压时,MOSFET内的沟道消失,PNP晶体管中的基极电流被断,IGBT被关断。 5 一、IGBT基础知识 3.IGBT工作特性 当 时,IGBT处于关断状态。 当 时,IC和UGE大部分是线性的, 只在UGE很小时,才是非线性。 6 一、IGBT基础知识 3.IGBT工作特性 IGBT工作在开关状态,就是在正向阻断区和饱和区之间来回切换。静态开关特性 可以看成开通时基本与纵轴重合,关断时与横轴重合。 体现开通时压降小,关断时漏电流很小的优点。 当栅极电压为零或负压时,IGBT关断并承受正向电压,表现为IGBT正向阻断特性。 在电力电子电路中,IGBT经常会直接承受较高的负载电压,所以选择IGBT首先就要考虑IGBT的电压等级也就是IGBT正向阻断电压的能力。 7 二、IGBT驱动电路 1.IGBT驱动电路要求 提供适当的正反向电压，使IGBT能可靠地开通和关断 提供IGBT适当的开关时间 IGBT开通后，提供足够的电压和电流幅值 保证IGBT电路较好的效率 较强的抗干扰能力及对IGBT的保护功能 8 二、IGBT驱动电路 2.IGBT驱动电路的隔离方式 隔离的作用： 在一般电路中，模拟地和数字地一定要隔离开来。 由于功率IGBT在电力电子设备中多用于高压场合，所以驱动电路必须与整个控制电路在电位上完全隔离 隔离类型 光电耦合器隔离 脉冲变压器隔离 9 二、IGBT驱动电路 2.IGBT驱动电路隔离特点 10 二、IGBT驱动电路 3.典型IGBT驱动电路 光耦隔离IGBT驱动 11 二、IGBT驱动电路 3.典型IGBT驱动电路 脉冲变压器隔离IGBT驱动 12 例题分析 下列哪种情况会导致IGBT驱动电路中IGBT管无法正常工作。 A. 控制信号为高电平 B. 控制信号为低电平 C. 漏极和发射极之间电压超过额定值 D. 输入电压过低 解析:控制信号为高电平时，IGBT处于导通状态，控制信号为低电平或者输入电压过低时， IGBT处于关断状态，当漏极和发射极之间电压超过额定值后， IGBT会损坏导致无法正常工作 13 感谢您的聆听！ 黄洪刚名教师工作室 14 $$