設計三電平拓撲的IGBT驅動需解決的問題

2022-04-25

為了能使設計更為易于且保障元器件在應用領域中具有更高的裕量,這種模塊使用了增強型IGBT和二極管芯片,抗壓實現650V。這種新的芯片與眾所周知的600VIGBT3元器件一致,具有同樣的導通特性和開關特性;而且可靠性并沒有發生改變(如SOA、RBSOA、SCSOA)。

這種借助新型的IGBT和二極管終端構造的研發能夠實現,并保障了超薄的70?m芯片厚度不發生改變。

所以,650VIGBT的集電極-發射極飽和電壓VCE_SAT在25°C依然保持在較低的1.45V水平(150°C時為1.70V)。元器件的開關損耗較低,當開關頻率為16kHz時,損耗僅占逆變器總損耗的3分之一。

另外,該IGBT還具有極其平滑的電流拖尾特性,即便 在極端的環境下,也不會造成電壓過沖。

二極管的VF-Qrr關系也作了優化,正向壓降極在25°C環境下為1.55V((150°C時為1.45V),并保持器軟關斷特性。

設計三電平拓撲的IGBT驅動所面對的問題:

在中、小功率的三電平NPC拓撲應用領域中,為了能使系統特性發揮到最佳,對IGBT的驅動強調了某些具體需求。

較高的開關頻率因為開關頻率范圍從16kHz到30kHz,驅動器必需為每一個IGBT提供一致且較小的傳送延遲時間,便于減少死區時間。

因為650V元器件具有快速的開關速度,所以死區時間一般決定于驅動器的傳送延遲時間的變化。

倘若死區時間相對于開關周期太長,會造成逆變器的輸出非線性,進而為控制算法產生多個其他的問題。

拓撲線路構造盡管這種元器件的抗壓電壓僅為600V或650V,但驅動器的隔離需求卻與1200V同樣。因為驅動電路數量增加一倍,所以必需使用適用于該驅動器的設計,且要其電源具備數量較少的部件和較小的PCB空間。

驅動線路的保護作用如短路監測和欠壓鎖定等要與三電平NPC拓撲配對。首先斷開1個內部的IGBT(圖1中的T2、T3),會造成母線電壓徹底施加到這一元器件上,因為超出了元器件SCSOA或RBSOA區域,將造成元器件立即失效。

以上就是傳承電子對設計三電平拓撲的IGBT驅動需解決的問題的介紹,傳承電子是一家以電力電子為專業領域的功率半導體模塊制造商,為眾多的企業公司提供功率半導體模塊的定制、生產和加工,同時還給眾多公司提供來料代工或貼牌加工業務。主要產品為各種封裝形式的絕緣式和非絕緣式功率半導體模塊、各種標準和非標準的功率半導體模塊等。

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