1. 運行過程中的dv/dt特性分析

（1）波形邊沿疊加特性

驅動器類IGBT控制方式，特別是變頻器類，有無PG V/f 控制、帶PG V/f控制、無PG矢量控制、帶PG矢量控制等等不同的控制方式和術語描述，總結來說為三大類：VF、開環矢量、閉環矢量控制。不同的控制方式發波方式會有所差別。

同時抓取上橋T1、T3、T5的Vce波形，來綜合說明驅動器運行過程中的Vce的發波模式。

發波模式示意圖

• 模式1：剛啟動或0HZ運行時，三個管子的邊沿（上升沿或下降沿）重疊在一起；
• 模式2：隨著運行頻率的增加，三個管子波形逐漸錯開，兩個管子的邊沿（上升沿或下降沿）重疊在一起；
• 模式3：速度穩定時，三個管子邊沿交錯開，無疊加出現；
• VF模式控制：模式1和模式2；
• 其他模式控制：模式2和模式3；

（2）干擾影響分析

• 干擾電流峰值：把單管噪聲電流記為Icm=C回路dV/dt，所以，模式1峰值干擾電流相當為3Icm、模式2峰值干擾電流為2Icm、模式3峰值干擾電流相當為1Icm。

（3）干擾強度比較

因工作在模式1和模式2，所以VF控制下的噪聲量級比其他控制方式下的更強，特別是0HZ或低頻運行時。

（4）同一驅動參數下dv/dt隨輸出電流變化的特性

turn on （下降沿）與turn off（上升沿）的dv/dt的特性總結如下：

• 上升沿與下降沿在電流過零點處的dv/dt最大；
• 上升沿的dv/dt在電流正半周比在負半周大；
• 上升沿的dv/dt在電流正半周內隨電流的增大逐漸變小，電流最大時dv/dt最小；
• 下降沿的dv/dt在電流負半周比在正半周大；
• 下降沿的dv/dt在電流負半周內隨電流絕對值變大逐漸變小，電流絕對值最大時dv/dt最小；
• 上升沿的dv/dt在電流負半周期內隨電流絕對值變大而變大；
• 下降沿的dv/dt在電流正半周期內隨電流變大而變大；

2. IGBT Vce噪聲源抑制方法

經過以上分析，有以下四種抑制方法：

• 0HZ或低頻不發波，或啟動頻率提高（如1HZ以上才發波）；
• 降低五段發波與七段發波的運行切換點，降低有效發波次數；
• Vce邊沿交錯控制最小化dv/dt，使得干擾電流峰值最低，同時對損耗沒有影響；
• Vce邊沿變緩設計；
• 固定參數設計----應用較多，一般負載越重開關損耗越大，與EMI互為矛盾點，需要權衡；
• dv/dt在線調整控制，最優化EMI與損耗的折中設計；

3. Vce邊沿交錯控制

邊沿交錯控制的本質是增大各個管子開通關斷的時間間隔，使得各個電壓波形邊沿不重疊，降低dv/dt，從而減小干擾。

（1）設計點

改變死區時間來完成邊沿交錯的控制，但要注意時間不宜過大，一般錯開共模電流第一個波峰寬度就可以了。

邊沿交錯控制示意圖

（2）負面影響

因死區時間的調節控制，可能帶來驅動器輸出電流的非正弦化，需要額外的手段進行正弦化的處理。

（3）應用場合

特定場合。

4. dv/dt在線調整控制

因電機負載的電感特性，使得IGBT開關動作時，電流不會立即降為零，需要等到CE兩級的載流子逐漸消失后，才能徹底的關斷，電感中的電流變化影響著IGBT的turn on與turn off時間。線調整控制的本質是找到dv/dt與輸出電流的周期性變化規律，從而設計出適合的驅動參數，使得EMI與損耗最優化。實際測試中也發現dv/dt與驅動參數及輸出電流大小等因素相關。

• 驅動器不接電機，dv/dt測量很穩定，在不同運行頻率下測得的結果都一樣；
• 驅動器接電機（空載與加載），dv/dt隨電流的變化而變化。在相同的IGBT的g極驅動參數下，電流越大dv/dt越小；

（1） 設計點

由變化過程中過零點為dv/dt最大點，保證過零點dv/dt滿足EMI要求，再根據輸出不同電流動態調整dv/dt，使得趨近于過零點的dv/dt。其驅動控制電路示意圖參見圖16，dv/dt的驅動參數設計方向參見圖17。

圖16 驅動控制電路示意圖

圖17 dv/dt設計方向-上升沿dv/dt設計

圖17 dv/dt設計方向-下降沿dv/dt設計

（2）dv/dt在線調整控制的優點

• dv/dt在整個周期內為滿足EMI需求的最大值，大大減小了開關損耗，最優化EMI與損耗的設計；
• 不需要在IGBT的E級上串電感，而引發的諧振風險；

（3）G級驅動部分，有以下兩種實現方法

• 采用不同的驅動參數組合；
• 采用柵極電流控制芯片；

（4） 負面影響

增加控制電路與電流檢測電路，成本增加，控制稍復雜；

（5） 應用場合

通用。

5. 應用案例調查

• 邊沿交錯控制技術目前了解到還沒有企業來做，未來特性場合下可能會有應用；
• 不同驅動參數組合的動態調整，已經有實際應用（例：某公司的深海探測器的高壓電源產品，解決系統自擾問題）。
• 柵極電流控制芯片，在行業有應用，功率半導體驅動芯片廠家也已經有標準品或根據客戶需求進行定制。