智能功率驅(qū)動(dòng)芯片IGBT柵級(jí)控制方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、單片集成智能功率驅(qū)動(dòng)芯片，因其集成度高、功耗低、可靠性高等特點(diǎn)，在高可靠性和低功耗的電力電子應(yīng)用系統(tǒng)中（如電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源管理等）有著廣泛的應(yīng)用。由于絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)作為功率輸出級(jí)被集成在智能功率芯片中，其在開(kāi)關(guān)階段的過(guò)沖和損耗對(duì)單片智能功率芯片的可靠性和功耗帶來(lái)嚴(yán)重影響。IGBT柵極控制技術(shù)作為單片智能功率驅(qū)動(dòng)芯片的核心技術(shù)之一，能夠有效控制IGBT開(kāi)關(guān)階

2、段過(guò)沖和損耗，對(duì)單片智能功率驅(qū)動(dòng)芯片的可靠性和功耗有著決定性的作用。
　　本文通過(guò)對(duì)IGBT的傳統(tǒng)柵極控制技術(shù)進(jìn)行深入地研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)柵極控制技術(shù)通過(guò)加快IGBT的開(kāi)關(guān)速度來(lái)減小其開(kāi)關(guān)損耗，然而，這會(huì)帶來(lái)較大的電壓或電流過(guò)沖，導(dǎo)致對(duì)單片智能功率驅(qū)動(dòng)的可靠性帶來(lái)負(fù)面影響;通過(guò)減小IGBT的開(kāi)關(guān)速度來(lái)減小電壓電流過(guò)沖，但這又會(huì)產(chǎn)生較大的開(kāi)關(guān)損耗，從而導(dǎo)致單片智能功率驅(qū)動(dòng)芯片的損耗增加。因此，IGBT的開(kāi)關(guān)過(guò)沖和開(kāi)關(guān)損耗的關(guān)系需要折衷?xún)?yōu)

3、化。而傳統(tǒng)的柵極控制技術(shù)通過(guò)改變柵極電阻的方法來(lái)對(duì)IGBT開(kāi)關(guān)過(guò)沖和開(kāi)關(guān)損耗進(jìn)行控制，其折衷?xún)?yōu)化效果一般，不能滿足單片智能功率芯片對(duì)高可靠性和低功耗的要求。本文提出的梯度調(diào)制閉環(huán)柵極控制技術(shù)，分別在開(kāi)通和關(guān)斷兩個(gè)階段通過(guò)對(duì)IGBT集電極電壓dvC/dt和電流梯度diC/dt的調(diào)制，達(dá)到對(duì)IGBT開(kāi)關(guān)過(guò)沖和開(kāi)關(guān)損耗之間的折衷?xún)?yōu)化，從而抑制開(kāi)關(guān)過(guò)沖和降低開(kāi)關(guān)損耗。為了確定IGBT開(kāi)關(guān)過(guò)程中過(guò)沖和損耗之間的關(guān)系，本文基于梯度調(diào)制技術(shù)推導(dǎo)了二者