Circuit de serrage dans le circuit de commande IGBT

Avec l'aimable autorisation des technologies Infineon

Les circuits de serrage sont parfois utilisés dans les circuits de commande IGBT. L'objectif principal est de protéger les dispositifs IGBT et d'empêcher les paramètres de fonctionnement de dépasser les paramètres limites du collecteur ou de la porte. Nous résumons aujourd'hui les précautions de conception et d'utilisation des circuits de serrage Vce et Vge.

Le but du circuit de serrage Vce est d'empêcher la tension de crête entre Vce de dépasser la valeur maximale que l'appareil peut supporter dans des conditions de travail particulières telles qu'un courant élevé, un court-circuit et une basse température. La structure de base du circuit est illustrée dans la figure ci-dessous. Ce circuit est adopté par de nombreux concepteurs en raison de sa conception simple et de son effet immédiat.

La sélection de sa tension de serrage peut utiliser la formule suivante :

dans:

Cependant, il existe également deux points de vue complètement différents sur ce circuit. Un point de vue est qu'en raison de la grande influence de la tolérance de la diode de serrage et de la dérive de température, la valeur de tension de la tension marche-marche varie considérablement pendant le fonctionnement réel, ce qui entraîne la tension de serrage. fixe, il n'est donc pas utilisé dans la conception réelle ; un autre point de vue est que ce genre de circuit est relativement simple à mettre en oeuvre, même si les caractéristiques de la diode ne sont pas très stables, mais que la redondance est augmentée de manière appropriée ou que plusieurs diodes avec une tension de serrage inférieure sont connectées en série, cela peut également réaliser Le but de réduire la tolérance de la diode de serrage, de sorte que l'écart de la valeur de tension de serrage soit relativement réduit. Les deux idées de conception ont leurs propres avantages et inconvénients. Lequel considéreriez-vous ?

Dans la conception du circuit de commande IGBT, trois méthodes peuvent être utilisées pour contrôler la tension entre Vge dans la plage autorisée de l'appareil.

Le premier typeutilise une diode de serrage bidirectionnelle entre VDZ et GE sur la figure 2 ;

Le deuxièmeconnecte la porte à l'alimentation du lecteur via une diode rapide (VD2 sur la figure 2);

Le troisièmeconsiste à utiliser une triode entre GE pour abaisser la tension de grille vers l'émetteur (comme illustré à la figure 3).

Regardez d'abord l'utilisation de diodes de serrage bidirectionnelles entre GE . Ce circuit peut réduire efficacement les pics de tension Vge, de manière à garantir que la tension de Vge reste au niveau de tension attendu par le concepteur dans certaines occasions telles qu'un court-circuit. Cependant, au cours de nombreuses années de pratique d'application pratique, l'auteur a découvert que les diodes bidirectionnelles subiraient une panne unidirectionnelle après un fonctionnement à long terme et qu'une panne unilatérale apparaîtrait dans un état de court-circuit. Veuillez prêter une attention particulière à la conception et à l'utilisation.

La deuxième conception consiste à se connecter à l'alimentation électrique positive du lecteur via une diode Schottky dans le circuit Vge, telle que la diode VD 2 sur la figure 2 ci-dessus. Ce circuit est en fait une conception simplifiée du premier circuit ci-dessus. En raison des caractéristiques de fonctionnement du circuit, la tension négative dans le circuit d'entraînement est relativement stable, ce qui peut être résolu par la conception de l'alimentation, et la tension positive traversera le courant du condensateur Miller lorsque dudt change. Augmentez la tension de grille, de sorte qu'un circuit de blocage est nécessaire pour bloquer la tension de grille positive à une position appropriée, telle qu'une alimentation d'entraînement de + 15 V. Lors du choix d'une diode, tenez compte de la tension de tenue de 40V. De plus, si le boîtier le permet, choisissez un appareil avec un courant moyen légèrement supérieur, de sorte que dans les applications pratiques, la chute de tension soit faible et qu'il soit plus facile de fixer la tension à un niveau proche de l'alimentation positive. Dans le même temps, la diode doit être proche de la grille lors du câblage.

Le troisième circuit est également appelé pince Miller, qui est principalement utilisé lorsque la tension de désactivation de la porte est de 0 V, et est souvent utilisé dans certaines occasions à faible puissance. Lorsque la paire est allumée, le changement de udt augmentera la tension de grille de l'autre IGBT qui est à l'état bloqué. Dans certaines conditions, les dispositifs IGBT en série seront allumés en même temps, ce qui entraînera un court-circuit. Afin d'éviter cette situation, le circuit Rb+T représenté sur la figure 3 peut être utilisé. Lorsque l'IGBT est à l'état bloqué, la tension Vge est à un niveau bas, tel que 0V, donc le transistor T est à l'état passant. Lors du câblage, assurez-vous que la triode est placée près de la grille de l'IGBT pour vous assurer que le niveau de tension de la grille de l'IGBT est à un niveau d'abaissement, fournissant ainsi une boucle à faible impédance pour le courant Miller et évitant la grille le niveau de tension étant affecté par le courant de Miller.