四、柵極電阻Rg的作用

　　1、消除柵極振蕩

　　絕緣柵器件（IGBT、MOSFET）的柵射（或柵源）極之間是容性結(jié)構(gòu)，柵極回路的寄生電感又是不可避免的，如果沒(méi)有柵極電阻，那柵極回路在驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)脈沖的激勵(lì)下要產(chǎn)生很強(qiáng)的振蕩，因此必須串聯(lián)一個(gè)電阻加以迅速衰減。

　　2、轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)器的功率損耗 電容電感都是無(wú)功元件，如果沒(méi)有柵極電阻，驅(qū)動(dòng)功率就將絕大部分消耗在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的輸出管上，使其溫度上升很多。

　　3、調(diào)節(jié)功率開(kāi)關(guān)器件的通斷速度

　　柵極電阻小，開(kāi)關(guān)器件通斷快，開(kāi)關(guān)損耗小；反之則慢，同時(shí)開(kāi)關(guān)損耗大。但驅(qū)動(dòng)速度過(guò)快將使開(kāi)關(guān)器件的電壓和電流變化率大大提高，從而產(chǎn)生較大的干擾，嚴(yán)重的將使整個(gè)裝置無(wú)法工作，因此必須統(tǒng)籌兼顧。

　　五、igbt驅(qū)動(dòng)器如何選擇？

　　1 確定igbt門(mén)極容量

　　在設(shè)計(jì)和選購(gòu)igbt 驅(qū)動(dòng)器之前，必須首先知道igbt 的門(mén)極負(fù)荷q，這是一個(gè)十分重要的參數(shù)，但在igbt 的技術(shù)參數(shù)中生產(chǎn)廠(chǎng)家一般并不直接給出，而需要我們借助其它參數(shù)得到。igbt 具有mosfet 的輸入級(jí)，在igbt的技術(shù)資料中往往有一個(gè)參數(shù)ciss，一般我們把它叫作輸入電容，該電容的測(cè)試往往是在ugs=0，uos=25v，f=1mhz 的情況下進(jìn)行，由于密勒效應(yīng)， 該值往往比在ugs= o v 時(shí)要小，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，igbt 的輸入電容一般滿(mǎn)足下面的公式 　cin≈5ciss 　一般simens 和 eupec 公司的igbt 滿(mǎn)足上述公式。知道了igbt 的輸入電容cin，門(mén)極的負(fù)荷可以由下面公式得到 q=∫oidt= cin △ u。 △ u 代表門(mén)極的驅(qū)動(dòng)電壓，大多數(shù)的igbt 開(kāi)通電壓+15v，關(guān)斷電壓-5v，因而△u= 2 0 v ， 如應(yīng)用十分廣泛的e x b 8 4 1 系列。高電壓、大電流igbt 往往開(kāi)通關(guān)斷均為15v，因而△ u= 3 0 v 。

　　2 開(kāi)關(guān)頻率確定

　　開(kāi)關(guān)頻率的大小不僅影響系統(tǒng)的控制精度，而且影響系統(tǒng)的整體性能，如運(yùn)行效率，噪聲指標(biāo)。開(kāi)關(guān)頻率是所有電力電子變換器的一個(gè)重要參數(shù)。根據(jù)igbt 的門(mén)極容量，儲(chǔ)存在igbt 輸入電容中的能量可以計(jì)算得到每個(gè)脈沖周期柵極充放電各一次，因而驅(qū)動(dòng)一只igbt 的功率為：f 為開(kāi)關(guān)頻率。驅(qū)動(dòng)器的平均輸出電流iout可以這樣得到：p=iout * △u 比較上面兩式q=iout / f 驅(qū)動(dòng)器的平均電流在數(shù)據(jù)文檔可以找到，則igbt的最大允許開(kāi)關(guān)頻率可以得到： 。

　　3 門(mén)極驅(qū)動(dòng)電阻rg的選取

　　igbt的開(kāi)關(guān)時(shí)間是由驅(qū)動(dòng)器對(duì)igbt的輸入電容的充放電來(lái)控制，增加門(mén)極輸出電流，igbt 開(kāi)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間會(huì)相應(yīng)縮短，開(kāi)關(guān)損耗也會(huì)降低，rg主要是用來(lái)限制門(mén)極輸出的降值電流， rg可由下式確定： rg = △u / ipeak ipeak一般可以在驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)文檔中找到。有些情況下，充放電峰值電流不同，門(mén)極電阻可以分別選取。

　　4 igbt驅(qū)動(dòng)器的比較選擇

　　4.1 光電耦合和變壓器耦合式比較 　光電耦合隔離式采用直流電源，輸出脈沖寬度可調(diào)。通過(guò)檢測(cè)集電極電壓實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)。具有使用方便穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是雙側(cè)均采用電源，電路復(fù)雜。比如exb841驅(qū)動(dòng)器，光電耦合器輸入與輸出之間耐壓一般較低為交流2500v，但實(shí)際使用中設(shè)備承受力不符合其條件，給使用帶來(lái)限制。另外，一旦igbt 燒壞，驅(qū)動(dòng)器受到損壞給維修帶來(lái)不便且不經(jīng)濟(jì)。 　變壓器耦合隔離式不用專(zhuān)設(shè)的電源，線(xiàn)路簡(jiǎn)單， 輸入輸出間耐壓高， 成本低、響應(yīng)快。缺點(diǎn)是igbt 關(guān)斷期間得不到持續(xù)的反向門(mén)極電壓，抗干擾能力差，且輸出脈沖寬度不可調(diào)，不能實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)，并且由于漏感的存在使繞組的繞制工藝復(fù)雜容易出現(xiàn)振蕩。

　　4.2 igbt 驅(qū)動(dòng)器選擇 　目前市場(chǎng)上可見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)器：光電耦合隔離驅(qū)動(dòng)器有日本富士exb841，國(guó)內(nèi)落木源電子ka101，日本英達(dá)hr065等。變壓器隔離式驅(qū)動(dòng)器有美國(guó)unitrode公司uc3724-3725系列，還有專(zhuān)用的用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)橋臂上2個(gè)igbt的美國(guó)ir公司的ir2110及國(guó)內(nèi)落木源電子的kd303，還有德國(guó)西門(mén)子公司的skh121等。可供選用的范圍很廣，應(yīng)用方便。但使用時(shí)應(yīng)注意過(guò)電流問(wèn)題， 比如exb841 系列驅(qū)動(dòng)器，采用era34-10 型快速二極管， 導(dǎo)通電壓為3v ， 反向耐壓采用與igbt 相同的等級(jí)。可以實(shí)現(xiàn)自身過(guò)電流保護(hù)，但若igbt 過(guò)電流對(duì)其壽命是有影響的。解決辦法是： ①反串穩(wěn)壓管， 限制igbt 的電流為200a，使工作穩(wěn)定可靠且電路簡(jiǎn)單;②采用電流傳感器進(jìn)行直接限流。