一种基于di%2fdt与dv%2fdt反馈的IGBT闭环有源门极驱动的分析.pdfVIP

中国电工技术学会电力电子学会第十四届学术年会 一种基于di/dt 和dv/dt 反馈的IGBT 闭环有源门极驱动研究 舒露 1 张军明2 1) 浙江大学电气工程学院，杭州 310027 2) 浙江大学电气工程学院，杭州 310027 1) Email: lookysue@163.com 2) Email: zhangjm@ 摘 要 本文提出了一种基于 di/d 和 dv/d 反馈控制的 IGBT 闭环有源门极驱动方法（简称AGD ），与传 统门极驱动（简称CGD ）相比较，能够有效地抑制开通电流过冲和关断电压过冲，并且具有控制效果显著，开 关损耗小，动态响应快以及电路拓扑简单等特点。 文中详细地描述了AGD 方法的原理依据，电路拓扑的实现及工作原理，并且给出了理想波形的分析。本 文提供了实验波形和数据分析，用于验证闭环有源门极驱动方法的有效性。 关键词 闭环有源门极驱动，di/dt ， dv/dt ，电流过冲，电压过冲，损耗 1 Vce 过去几十年电力电子技术高速发展，电力电子 800 器件及其外围应用电路的研究成为重要课题。IGBT 700 600 具有开关速度快，功率容量大，耐高压，导通压降 500 Rg 小等特点，目前已经成为电力电子电路的核心器 400 3.3 10 20 件，广泛应用于光伏逆变器，变频器等高压大功率 300 33 场合。然而，IGBT 开通电流过冲和关断电压过冲 200 对 IGBT 器件及系统稳定性造成极大的威胁。在实 100 为解决以上问题，学者 0 际应用中，为避免器件损坏系统崩溃，往往选择电 -100 压/ 电流裕量较大的器件来确保可靠性。更高容量的 图1 门极电阻与电压过冲的关系 IGBT 意味着直线增长的成本，并且无法应付一些 突发状况。因此，提高 IGBT 器件应力，降低开关 为克服传统门极驱动的缺点，国外许多研 损耗，抑制电压/ 电流过冲具有重要意义。受器件本 究论文提出了新的驱动方式。文章[5-6]提出了一种 身连线，体积等因素影响，寄生参数仍然存在，因 有源门极驱动方法，在开通/关断的不同阶段改变门 而有必要设计优化IGBT 驱动电路来抑制电压/ 电流 极电阻或者门极电压，此类方法电路结构复杂，动 过冲，提高系统可靠性。 态响应速度较慢。文章[7]提出了一种过电压钳位驱 传统的门极驱动方法主要通过改变 IGBT 门极 动方法，用于抑制关断电压过冲，该方法引入了较 电阻或者门极电压来控制di/dt 和 dv/dt ，文献[1-3]