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首页 > 公司新闻 > 德国英飞凌单管IGBT功率模块FF系列
公司新闻
德国英飞凌单管IGBT功率模块FF系列
2023-06-28IP属地 湖北85

  确定栅极电荷Qg和栅极电容

  对于设计驱动器来说,最重要的参数是栅极电荷Qg的大小,同时也决定了实际栅极输入电容Cies的大小。由于数据手册中给出的输入电容一般是参考值,因此确定实际的栅极输入电容意义重大。

  我们可以通过测量栅极的充电过程来确定实际的输入结电容Cin。首先,当负载端没有输出电压时,我们可以进行如下计算:

  栅极电荷qg = ∫ IDT = c * δ v

  在确定了栅极电荷Qg之后,我们就可以通过栅极充电过程中栅极电压的上升过程来测量δV,然后利用公式就可以计算出实际的栅极输入电容。

  CIN = Qg/δV

  这里测得的实际输入结电容Cin在我们的设计中具有重要意义。

  1.关于Ciss

  在IGBT的数据表中,我们经常看到一个参数Ciss。在实际电路应用中,这个参数不是一个非常有用的参数,因为它是由电桥测量的。因为测得的电压太小,达不到栅极的阈值电压,所以不包括实际开关过程中的米勒效应。在测量电路中,对集电极施加25V的电压,用这种方法测得的结电容小于Vce=0时的结电容。因此,规范中的参数Ciss通常用于比较IGBT和IGBT。

  通常,我们使用以下经验公式根据规格的Ciss计算输入电容Cin。

  Cin=5Ciss

  2.驱动功率的计算

  接下来,我们来看看如何计算驱动力。

  输入结电容中存储的能量可通过以下公式计算:

  w = 1/2 * CIN *δU?

  其中δU是栅极上上升的总电压,例如,在15V的驱动电压下,δU是30V。

  在每个周期中,栅极充电两次,IGBT所需的驱动功率可计算如下:

  p = f * CIN *δU?

  如果之前测量了栅极电荷,则

  p = f * Qg *δU

  驱动每个IGBT时都需要这个功率,但栅极充放电时基本没有能量损失。这种功率实际上是在驱动电阻和外部电路中损失的。当然,设计还需要考虑其他损耗,比如电源的损耗。

  3.驱动电流的计算

  驱动器的输出电流必须大于或等于实际需要的栅极驱动电流,计算公式如下:

  Ig,max =δU/Rg,min

  δU是整个栅极的上升电压,rg和min是电路中选择的小驱动电阻。