一、死區(qū)時間計算值的驗算
通過以上方程,現(xiàn)在可以根據(jù)測量值來計算所需的死區(qū)時間。使用計算出的死區(qū)時間,需要進行最壞情況下的測量來驗算死區(qū)時間的計算值是否足夠。
從測量中可以發(fā)現(xiàn),關(guān)斷延遲時間隨著溫度的增加而增加?;谶@個原因,分別在低溫和高溫條件下進行測試是比較好的。
測試?yán)拥脑韴D如下圖所示:
圖1 檢驗死區(qū)時間計算值的測試原理圖
下管IGBT的需要開通和關(guān)斷,上管的IGBT也一樣。兩個驅(qū)動脈沖之間的時間間隔需要根據(jù)實際情況調(diào)整到死區(qū)時間的計算值。這樣就能夠測量出的直流環(huán)的負(fù)電流,且如果死區(qū)時間足夠,就應(yīng)該觀察不到直通電流。 由于沒有電流同時通過兩個IGBT,上面給出的測試代表了死區(qū)時間計算所需的最惡劣情況。由關(guān)斷延遲時間的討論可知,死區(qū)時間會隨著集電極電流的減小而增加,因此在沒有電流流通的情況下,關(guān)斷延遲時間要為最大值,這導(dǎo)致需要最大的死區(qū)時間。如果在零集電極電流下沒有直通電流,那么選擇的死區(qū)時間就是充足的。
二、如何減小死區(qū)時間
為了正確計算控制死區(qū)時間,應(yīng)當(dāng)考慮以下驅(qū)動條件:
1.加到IGBT的門極驅(qū)動電壓是多少?
2.門極驅(qū)動電阻阻值是多少?
3.驅(qū)動器的輸出電平是什么類型?
基于這些條件,可以進行測試,然后通過測試結(jié)果,使用公式計算控制死區(qū)時間。
由于死區(qū)時間對逆變器的性能有著負(fù)面影響,死區(qū)時間需要減小到最小值??梢圆捎孟铝袔追N方法:
1.采用足夠大的驅(qū)動器來給IGBT門極的提供峰值灌拉電流。
2.使用負(fù)電壓來加速關(guān)斷。
3.最好選擇快速傳遞信號的驅(qū)動器,比如使用基于無磁芯變壓器技術(shù)的驅(qū)動器會好于使用傳統(tǒng)光耦技術(shù)的驅(qū)動器。
4.如果選用0V/15V的驅(qū)動電壓,那么應(yīng)該考慮使用獨立的Rgon/Rgoff電阻。如下所述:Td_off和門極電阻之間有強烈的關(guān)聯(lián)關(guān)系。如果Rgoff減小,那么td_off及死區(qū)時間也將減小。Infineon建議在使用0V/15V驅(qū)動電壓時,Rgoff減小到Rgon的1/3。一種使用獨立的Rgon和Rgoff的電路如下所示:
圖2 0V/15V驅(qū)動電壓時建議使用的電路
R1的值應(yīng)當(dāng)滿足以下關(guān)系:
由等式(3)可得,Rgon要大于2Rgint,以得到正的R1。不過,在一些模塊中,這個要求并不可能滿足。這種情況下,R1可以完全忽略。二極管應(yīng)該選用肖特基二極管。使用0V/15V驅(qū)動電壓時,另一個非常重要的一點是寄生開通效應(yīng)。如果使用我們推薦的電路,這個問題也可以得到解決。
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原文標(biāo)題:最大限度減小IGBT死區(qū)時間
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