基于电容分段反馈的绝缘栅双极型晶体管门极驱动

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb201605003

吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (5): 1399-1404.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201605003

基于电容分段反馈的绝缘栅双极型晶体管门极驱动

杨阳¹, 王庆年¹, 龚依民², 吴翠翠², 姜海龙²

1.吉林大学汽车工程学院,长春 130022;
2.吉林大学物理学院,长春 130012

收稿日期:2015-05-11 出版日期:2016-09-20 发布日期:2016-09-20
通讯作者: 龚依民(1966-),男,教授,博士.研究方向:电机控制.E-mail:gongym@jlu.edu.cn
作者简介:杨阳(1987-),男,博士研究生.研究方向:电机控制.E-mail:jlu_yang@vip.126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(21327803).

IGBT gate drive technology based on capacitance feedback in stage

YANG Yang¹, WANG Qing-nian¹, GONG Yi-min², WU Cui-cui², JIANG Hai-long²

1.College of Automotive Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;
2.College of Physics, Jilin University, Changchun 130012, China

Received:2015-05-11 Online:2016-09-20 Published:2016-09-20

摘要/Abstract

摘要： 将绝缘栅双极型晶体管(IGBT)关断过程分解为多个阶段,对IGBT关断过程中电压上升和电流下降采取分阶段电容耦合反馈从而独立控制dv/dt和di/dt,实现电磁辐射和关断电压反峰的双重约束。基于Pspiece模型仿真出不同反馈电容及门极电阻下的开关损耗和关断电压反峰,绘制出了相互之间的关系曲线,同时提出了一套优化系统参数的计算方法。选取英飞凌FS400R07A1E3_H5型IGBT模块,设计出了具备电容反馈的驱动电路,实验结果表明:在通过IGBT电流为400 A的情况下,采取电容反馈的驱动电路将反峰电压降低80 V左右,模块温升有所降低,验证了本文方法的正确性。

关键词: 车辆工程, 绝缘栅双极型晶体管, 开关损耗, 门极驱动, 电容反馈, 电压反峰

Abstract: The Insulate Gate Bipolar Transistor (IGBT) turn-off process is decomposed into multiple stages. The capacitive coupling feedback is used in the rise of voltage and the fall of current in the IGBT turn-off process to control dv/dt and di/dt independently and to achieve double restraints of EMI and inverse peak voltage. The Pspiece model is used to simulate switching loss and inversed peak voltage under different feedback capacitances and gate resistances, the corresponding curve is drawn and a set of calculation methods for the optimization of the system parameters is put forward. The experiment is based on Infineon FS400R07A1E3_H5 IGBT modules and the drive circuit with capacitive feedback is designed. Experimental results indicate that when the current through IGBT is 400 A, the peak inverse voltage decreases by 80 V and the module temperature decreases in the feedback capacitive drive circuit. The correctness of the proposed theory is verified.

Key words: vehicle engineering, insulate gate bipolar transistor (IGBT), switching loss, gate drive, capacitance feedback, peak inverse voltage

中图分类号:

U461

杨阳, 王庆年, 龚依民, 吴翠翠, 姜海龙. 基于电容分段反馈的绝缘栅双极型晶体管门极驱动[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1399-1404.

YANG Yang, WANG Qing-nian, GONG Yi-min, WU Cui-cui, JIANG Hai-long. IGBT gate drive technology based on capacitance feedback in stage[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1399-1404.

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