Circuito de abrazadera en circuito de accionamiento IGBT

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Los circuitos de sujeción a veces se utilizan en los circuitos de accionamiento IGBT. El propósito principal es proteger los dispositivos IGBT y evitar que los parámetros de operación excedan los parámetros límite del colector o puerta. Hoy resumimos las precauciones para el diseño y uso de circuitos de sujeción Vce y Vge.

El propósito del circuito de abrazadera Vce es evitar que el voltaje pico entre Vce exceda el valor máximo que el dispositivo puede soportar en condiciones de trabajo especiales, como alta corriente, cortocircuito y baja temperatura. La estructura básica del circuito se muestra en la siguiente figura. Este circuito es adoptado por muchos diseñadores debido a su diseño simple y efecto inmediato.

La selección de su tensión de sujeción puede utilizar la siguiente fórmula:

en:

Sin embargo, también hay dos puntos de vista completamente diferentes sobre este circuito. Un punto de vista es que, debido a la gran influencia de la tolerancia del diodo de bloqueo y la variación de la temperatura, el valor del voltaje de encendido varía mucho durante el funcionamiento real, lo que da como resultado el voltaje de bloqueo. fijo, por lo que no se utiliza en el diseño real; otro punto de vista es que este tipo de circuito es relativamente simple de implementar, incluso si las características del diodo no son muy estables, pero la redundancia se aumenta adecuadamente o se conectan en serie múltiples diodos con un voltaje de sujeción más bajo, también puede lograr El propósito de reducir la tolerancia del diodo de sujeción, de modo que la desviación del valor del voltaje de sujeción se reduzca relativamente. Las dos ideas de diseño tienen sus propias ventajas y desventajas. ¿Cuál considerarías?

En el diseño del circuito de control de IGBT, se pueden usar tres métodos para controlar el voltaje entre Vge dentro del rango permitido del dispositivo.

el primer tipoutiliza un diodo de sujeción bidireccional entre VDZ y GE en la Figura 2;

El segundoconecta la puerta a la fuente de alimentación del variador a través de un diodo rápido (VD2 en la Figura 2);

El terceroes usar un triodo entre GE para bajar el voltaje de puerta al emisor (como se muestra en la Figura 3).

Primero observe el uso de diodos de sujeción bidireccionales entre GE. Este circuito puede reducir efectivamente los picos de voltaje de Vge, para garantizar que el voltaje de Vge permanezca en el nivel de voltaje esperado por el diseñador en ciertas ocasiones, como un cortocircuito. Sin embargo, en muchos años de práctica de aplicación práctica, el autor descubrió que los diodos bidireccionales sufrirán una ruptura unidireccional después de una operación a largo plazo, y la falla unilateral aparecerá en un estado de cortocircuito. Por favor, preste especial atención al diseño y uso.

El segundo diseño es conectarse a la fuente de alimentación positiva del variador a través de un diodo Schottky en el circuito Vge, como el diodo VD 2 en la Figura 2 anterior. Este circuito es en realidad un diseño simplificado del primer circuito anterior. Debido a las características de trabajo del circuito, el voltaje negativo en el circuito de accionamiento es relativamente estable, lo que puede resolverse mediante el diseño de la fuente de alimentación, y el voltaje positivo pasará a través de la corriente del condensador Miller cuando cambie el dudt. Aumente el voltaje de la compuerta, por lo que se necesita un circuito de sujeción para sujetar el voltaje positivo de la compuerta en una posición adecuada, como una fuente de alimentación de accionamiento de +15 V. Al elegir un diodo, tenga en cuenta la tensión soportada de 40 V. Además, si el paquete lo permite, elija un dispositivo con una corriente promedio ligeramente mayor, de modo que en las aplicaciones prácticas, la caída de voltaje sea pequeña y sea más fácil sujetar el voltaje a un nivel cercano a la fuente de alimentación positiva. Al mismo tiempo, el diodo debe estar cerca de la puerta al realizar el cableado.

El tercer circuito también se llama abrazadera Miller, que se usa principalmente cuando el voltaje de apagado de la puerta es de 0 V, y se usa a menudo en algunas ocasiones de baja potencia. Cuando el par está encendido, el cambio de udt aumentará el voltaje de puerta del otro IGBT que está en estado apagado. Bajo ciertas condiciones, los dispositivos IGBT en serie se encenderán al mismo tiempo, lo que provocará un cortocircuito. Para evitar esta situación, se puede utilizar el circuito Rb+T que se muestra en la Figura 3. Cuando el IGBT está apagado, el voltaje Vge está en un nivel bajo, como 0V, por lo que el transistor T está encendido. Al realizar el cableado, asegúrese de que el triodo esté colocado cerca de la puerta del IGBT para asegurarse de que el nivel de voltaje de la puerta del IGBT esté en un nivel desplegable, proporcionando así un bucle de baja impedancia para la corriente de Miller y evitando que la puerta el nivel de voltaje se ve afectado por la corriente de Miller.