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IGBT基础与运用-2

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xuyiyi|  楼主 | 2010-5-4 11:11 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 xuyiyi 于 2010-5-4 11:13 编辑

http://forum.eet-cn.com/BLOG_ARTICLE_3761.HTM?click_from=8800048417,8939410910,2010-05-03,EECOL,FORUM_ALERT&click_from==etsd
尝试去计算IGBT的开启过程,主要是时间和门电阻的散热情况。



C.GE 栅极-发射极电容
C.CE 集电极-发射极电容
C.GC 门级-集电极电容(米勒电容)



Cies = CGE + CGC 输入电容
Cres = CGC       反向电容
Coes = CGC + CCE 输出电容
根据充电的详细过程,可以下图所示的过程进行分析



对应的电流可简单用下图所示:



第1阶段:栅级电流对电容CGE进行充电,栅射电压VGE上升到开启阈值电压VGE(th)。这个过程电流很大,甚至可以达到几安培的瞬态电流。在这个阶段,集电极是没有电流的,极电压也没有变化,这段时间也就是死区时间,由于只对GE电容充电,相对来说这是比较容易计算的,由于我们采用电压源供电,这段曲线确实是一阶指数曲线。
第2阶段:栅极电流对Cge和Cgc电容充电,IGBT的开始开启的过程了,集电极电流开始增加,达到最大负载电流电流 IC,由于存在二极管的反向恢复电流,因此这个过程与MOS管的过程略有不同,同时栅极电压也达到了米勒平台电压。
第3阶段:栅极电流对Cge和 Cgc电容充电,这个时候VGE是完全不变的,值得我们注意的是Vce的变化非常快。
第4阶段:栅极电流对Cge和Cgc电容充电,随着Vce缓慢变化成稳态电压,米勒电容也随着电压的减小而增大。Vge仍旧维持在米勒平台上。
第5阶段:这个时候栅极电流继续对Cge充电,Vge电压开始上升,整个IGBT完全打开。
我的一个同事在做这个将整个过程等效为一阶过程。

如果以这个电路作为驱动电路的话:



驱动的等效电路可以表示为:



利用RC的充放电曲线可得出时间和电阻的功率。
这么算的话,就等于用指数曲线,代替了整个上升过程,结果与等效的过程还是有些差距的。
不过由于C.GE,C.CE,C.GC是变化的,而且电容两端的电压时刻在变化,我们无法完全整理出一条思路来。

很多供应商都是推荐使用Qg来做运算,计算方法也可以整理出来,唯一的变化在于Qg是在一定条件下测定的,我们并不知道这种做法的容差是多少。



我觉得这种做法的最大的问题是把整个Tsw全部作为充放电的时间,对此还是略有些疑惑的。



说说我个人的看法,对这个问题,定量的去计算得到整个时间非常困难,其实就是仿真也是通过数字建模之后进行实时计算的结果,这个模型与实际的条件进行对比也可能有很大的差距。
因此如果有人要核算整个栅极控制时序和时间,利用电容充电的办法大致给出一个很粗略的结果是可以的,如果要精确的,算不出来。
对于门级电阻来说,每次开关都属于瞬态功耗,可以使用以前介绍过的电阻的瞬态功率进行验算吧。
电阻抗脉冲能力
我们选电阻的大小是为了提供足够的电流,也是为了足够自身散热情况。
前级的三极管,这个三极管的速度要非常快,否则如果进入饱和的时间不够短,在充电的时候将可能有钳制作用,因此我对于这个电路的看法是一定要做测试。空载的和带负载的,可能情况有很大的差异。
栅极驱动的改进历程和办法(针对米勒平台关断特性)

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沙发
maychang| | 2010-5-4 15:57 | 只看该作者
看来xuyiyi真的要改行做开关电源了。
发在这个版面,连个回帖也没有。

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板凳
chenglcd| | 2010-5-4 16:30 | 只看该作者
本帖最后由 chenglcd 于 2010-5-4 16:35 编辑

支持楼主搞点实际的东西出来,贴片机就不错啊。至少开始时还不错。现在怎停了的样子呢?
    没有谁做事是一帆风顺的,受一点搓节算得了什么。正所唯古语云:天将降大任于斯人也,必先苦其心智,劳其筋骨。。。。。。。

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地板
xuyiyi|  楼主 | 2010-5-4 18:39 | 只看该作者
看来xuyiyi真的要改行做开关电源了。
发在这个版面,连个回帖也没有。
maychang 发表于 2010-5-4 15:57


谢谢 maychang提醒,对二姨家的版面不熟悉,以至发错了地方,无法移动,只能下次吸取教训了。

这是网上偶然看见的,觉得写的比较详细,就转贴过来了。

开关电源我不懂,没弄过,下回有机会向你多讨教讨教。

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5
xuyiyi|  楼主 | 2010-5-4 19:49 | 只看该作者
支持楼主搞点实际的东西出来,贴片机就不错啊。至少开始时还不错。现在怎停了的样子呢?
    没有谁做事是一帆风顺的,受一点搓节算得了什么。正所唯古语云:天将降大任于斯人也,必先苦其心智,劳其筋骨。。。。。 ...
chenglcd 发表于 2010-5-4 16:30


  谢谢支持!贴片机是不错。欢迎加入一起搞的玩玩。

  目前这段时间在学习老X匠人的大作《DIY一台史上最“烂”的示波器!》,详见:
[侃单片机] 主题: *老x用51单片机做的VGA示波器(第二版)——正常方向显示!
https://bbs.21ic.com/viewthread.php?tid=166725&highlight=%2Bxuyiyi
[侃单片机] 主题:学习老X匠人,将革命进行到底---打造史上最“烂”的VGA示波
https://bbs.21ic.com/viewthread.php?tid=167566&highlight=%2Bxuyiyi

  计划在6月1日之前完成,老许想通过深入学习吸收老X博大精深的技术思想,多参透高人老X的编程思路,再简化一下结构,降低一些成本,以响应匠人的号召:“既然不能做到最好,那么就让我们设法做到最烂吧,呵呵。”
   准备用一片更“烂”更廉价的零售价仅2块多的RAM只有256字节的51单片机----MPC801(82E52), 去打造一台《DIY一台史上最“烂”的示波器!》。

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xusnwise| | 2010-5-5 11:25 | 只看该作者
唉,无语了。
曾经吸引了那么多人的眼球,诱惑了匠人
现在我不想看到这个 ID.

DIY有再多的困难,我们也不能“下面没有了”,DIY要的就是
"逢山开路, 遇水搭桥”,这才是DIY的精神

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7
fuxiangbo| | 2010-5-5 14:31 | 只看该作者
又出来PMP!唉...........:@

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