驱动参数对IGBT开关性能的影响(CPSS)

1、郑姿清郑姿清 （Infineon）英飞凌科技（中国）有限公司英飞凌科技（中国）有限公司驱动参数对驱动参数对IGBT开关性开关性能的影响能的影响遇到的问题 双脉冲实验测得的开关损耗与产品规格书不同 母排的杂散电感 测量的误差，比如探头的耦合参数，带宽，延时 驱动电路的参数不同 （Rgon，Rgoff，Cge，Lg） 如何判断栅极电阻值选取是否合适？ 如何通过调整驱动参数来优化IGBT开关性能？2set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.IGBT的开通要注意什么？ 开通损耗。避免过大导致器件发热 开通时

2、桥臂电流的di/dt。尤其要注意低温小电流时，二极管反向恢复特性 是否有隐含电阻 3set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.驱动参数对IGBT开通的影响（栅极电阻Rg） 随着Rgon的增大，无论是开通di/dt还是dv/dt都会相应地减小，开通特性就会变软 随着Rgon的增大，通损耗迅速增大 4set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgon=0.9ohmdi/dt=6128A/usEon=196mJ

3、Rgon=4.7ohmdi/dt=3283A/usEon=650mJRgon=2.6ohmdi/dt=4270A/usEon=437mJ驱动参数对IGBT开通的影响（栅极电阻Rg） Rgon的减小也不是没有底线的，且底线和其他测试因素相关。（比如Ls，反并的续流二极管） 5set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgon=1.5ohmIC=600ARgon=1.5ohmIC=60A驱动参数对IGBT开通的影响（栅极电阻Rg） 反并的续流二极管的变化 6set dateCopyright Infin

4、eon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgon=1.5ohmIC=600ARgon=1.5ohmIC=60A驱动参数对IGBT开通的影响（栅极电容Cge） 限制IGBT开通时的di/dt 降低di/dt和dv/dt之间的联动效应 7set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.-20-10010203040Vge (V)驱动参数对IGBT开通的影响（栅极电容Cge） 使用Cge并减小Rgon可以实现相近的开通di/dt，但其dv/dt会更高 增加的栅

5、极电容需要更大的栅极驱动电流，这需要更高电流峰值的驱动器 这个电容要选择精度好，温漂小的一类介质电容 8set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgon=2.6ohm，无Cgedi/dt=4270A/usEon=437mJRgon=1.7ohm，Cge=46nFdi/dt=4324A/usEon=386mJ驱动参数对IGBT开通的影响（栅极回路电感Lg） IGBT模块内部，端子到芯片的电感 驱动板连接到IGBT的电感 栅极驱动板上的回路电感 9set dateCopyright Infineon

6、Technologies AG 2015. All rights reserved.回路电感最小回路电感中等回路电感最大驱动参数对IGBT开通的影响（栅极回路电感Lg） 栅极线缆越长，IGBT开通的速度越快，开通损耗越小 增大栅极回路电感和减小栅极电阻的结果非常相似。 栅极回路电感大可能会导致栅极电压振荡和系统不稳定 10set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.短双绞线di/dt=6128A/usEon=196mJ长双绞线di/dt=6920A/usEon=87mJIGBT的关断要注意哪些参数 关

7、断损耗 dv/dt VCE过压 寄生导通现象 其它 （负压关断） 11set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.驱动参数对IGBT关断的影响 由于IGBT芯片工艺不同，Rgoff对关断峰值电压的影响也随之改变 有些IGBT的关断峰值电压甚至会随着关断栅极电阻的增大而升高 增大Rgoff可以减小dv/dt 12set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.Rgoff=0.9ohmVCEmax=1.53kVRgo

8、ff=1.7ohmVECEmax=1.74kV驱动参数对IGBT关断的影响 关断电阻大对IGBT米勒寄生开通也是不利的 13set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.驱动参数对IGBT关断的影响 基于场终止技术的芯片，它的Rgoff对关断损耗的影响很小 IGBT的关断损耗更多是芯片本身原因（工艺，工作电流），以及主回路总的杂散电感的影响。 14set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.总结 15set dateCopyright Infineon Technologies AG 2015. All rights reserved.栅极驱动电路设计如何优化 栅极回路电感要尽可能小 开通的驱动参数选择要考虑低温小电流时的承受能力 不优先考虑使用栅极电容，如果要用必须选择温漂小的类介质电容