輸出能力可調(diào)的高壓浮柵驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì).pdf

1、在脈寬調(diào)制(Pulse Wdh Modulation，PWM)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，功率絕緣柵雙極型晶體管(IGBTs)作為開(kāi)關(guān)器件被廣泛應(yīng)用。IGBT在開(kāi)通或關(guān)斷時(shí)需要驅(qū)動(dòng)電路提供足夠的驅(qū)動(dòng)電流，給柵極電容充放電，因此，驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)能力是一項(xiàng)重要指標(biāo)。驅(qū)動(dòng)能力設(shè)計(jì)需要考慮開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)特性影響。因?yàn)檩^大的驅(qū)動(dòng)電流可實(shí)現(xiàn)更高的開(kāi)關(guān)速度，更低的開(kāi)關(guān)損耗，但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致電流電壓尖峰引起的電磁干擾問(wèn)題，所以驅(qū)動(dòng)芯片的輸出驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)需考慮開(kāi)關(guān)噪聲和開(kāi)

2、關(guān)損耗之間的權(quán)衡。
　　本文首先介紹了功率IGBT器件的開(kāi)關(guān)特性，重點(diǎn)研究了寄生電容對(duì)開(kāi)關(guān)特性的影響，得出IGBT在開(kāi)通或關(guān)斷時(shí)低損耗低過(guò)沖對(duì)柵驅(qū)動(dòng)電路的要求，包括理想的驅(qū)動(dòng)電壓、電流波形和理想的驅(qū)動(dòng)電壓、電流幅值。其次對(duì)傳統(tǒng)柵驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出傳統(tǒng)的柵驅(qū)動(dòng)獲得低損耗的同時(shí)必然會(huì)引起高過(guò)沖。然后進(jìn)一步敘述了柵驅(qū)動(dòng)電路的損耗構(gòu)成和電流電壓過(guò)沖產(chǎn)生機(jī)理，發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)損耗與電流電壓過(guò)沖之間折衷的關(guān)鍵是:能夠分別獨(dú)立控制開(kāi)關(guān)過(guò)程中集

3、電極電流速率diC/dt和集電極-發(fā)射極電壓速率dvCE/dt。在深入分析現(xiàn)有的三種可集成的控制電路的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)型的可集成于高壓浮柵驅(qū)動(dòng)芯片中的四階段可調(diào)電流驅(qū)動(dòng)電路，改善IGBT的開(kāi)關(guān)損耗和電流電壓過(guò)沖之間的權(quán)衡。該驅(qū)動(dòng)電路可獨(dú)立控制diC/dt和dvCE/dt，從而能夠同時(shí)降低損耗和過(guò)沖。
　　本論文的“四階段”可調(diào)驅(qū)動(dòng)方案，考慮了全開(kāi)關(guān)過(guò)程的優(yōu)化及IGBT器件密勒電容的非線性影響。所設(shè)計(jì)的電路基于CSMC60