针对IGBT的门极需要的驱动功率的尺寸计算,大家常常在取得IGBT说明书的情况下会依据在其中的Qg或是键入电容
飞捷士做一个大概的计算,P=Qg*ΔVge*f或是P=Ciss*5*ΔVge?*f,今日大家就来聊一聊IGBT驱动器驱动功率的计算。
有关IGBT的应用,我们在评定完IGBT自身特点主要参数的情况下,能够关键的便是驱动器的挑选和设计方案了,这时大家常常会碰到,如Datasheet叙述的主要参数并不是太充足,驱动电阻器应当如何选择(这一一般IGBT生产厂家都是会有一个最佳值,在其周边选择,再依据具体情况开展调节)这些一些不确定因素或是难题,在这里以前,我认为针对一个驱动器的设计方案,关键的要素還是其驱动功率,这一点达不上,别的要素也没有实际意义了。
1. 明确门极正电荷Qg和门极电容
针对设计方案一个驱动器而言,关键的主要参数莫过门极正电荷Qg的尺寸,另外明确具体的门极键入电容Cies的尺寸,由于Datasheet中给到的键入电容尺寸一般是个标准值,明确具体门极键入电容是一关键实际意义的。我们可以根据精确测量门极的电池充电全过程来明确具体键入结电容Cin的尺寸。最先,在负荷端沒有输出电压的状况下,我们可以开展下边那样的计算:
门极正电荷Qg=∫idt=C*ΔV
明确了门极正电荷Qg以后,我们可以根据门极电池充电全过程中的门极工作电压升高全过程,模拟示波器能够精确测量出ΔV,那麼运用公式计算能够计算出具体的门极键入电容 Cin=Qg/ΔV 这儿的测出的具体键入结电容Cin在大家的设计方案中是具备非常大实际意义的。
2. 有关Ciss
在IGBT的Datasheet中,大家常常会见到一个主要参数Ciss,在具体电源电路运用中,这一主要参数实际上并算不上一个很有效的主要参数,是由于它是根据电桥电路测出的,因为精确测量工作电压很小而不可以做到门极的门坎工作电压,具体电源开关全过程中的miller效用并沒有能包含以内。在精确测量电源电路中,一个25V的工作电压加在集电结上,在这类测量法下测出的结电容要比Vce=0的情况下要小一些,因而,说明书中的Ciss这一主要参数一般用以IGBT互相做比照时应用。
一般大家应用下边的经验公式定律依据说明书的Ciss来计算键入电容Cin的尺寸
Cin=4Ciss
3. 驱动功率的计算
接下去使我们看一下应当怎样来计算驱动功率。
在键入结电容中储存的动能能够根据以下公式计算计算:
W=1/2*Cin*ΔU?
在其中,ΔU是门极上升高的全部工作电压,例如在±15V的驱动工作电压下,ΔU便是30V。
在每一个周期时间,门极被电池充电2次,一个IGBT需要的驱动功率我们可以按住式计算:
P=f*Cin*ΔU?
假如门极正电荷此前根据精确测量获得了,那麼
P=f*Qg*ΔU
这一功率是每一个IGBT驱动时需务必的,但门极的蓄电池充电时基础沒有动能损害的,这一功率事实上损害在驱动电阻器和外界电源电路中。自然,设计方案时还必须考虑到别的层面的耗损,例如供电系统开关电源的耗损。
4. 驱动电流量的计算 驱动器的輸出电流量务必高于或等于具体所必须的门极驱动电流量,计算公式计算以下:
Ig,max=ΔU/Rg,min
ΔU是全部门极升高工作电压,而Rg,min是电源电路中选择的驱动电阻器。
下边大家举个事例简易计算一下:
例如目前一个200A的IGBT控制模块,输出功率8KHZ,门极正电荷精确测量波型以下:
Qg和ΔU能够根据模拟示波器测得:Qg=2150nC,ΔU=30V
那麼门极电容Cin=Qg/ΔU=71.6nF。
需要的驱动功率: P=f*Qg*ΔU=8*2150*30=0.516W
假如Rg=4.7Ω,那麼驱动电流量为:
Ig=ΔU/Rg=30/4.7=6.4a
所需驱动功率的尺寸,再融合别的设计方案要素,大家就可以参照设计方案出所需的驱动板。
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