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上海萱鴻電子科技有限公司
代理功率半導(dǎo)體產(chǎn)品及配套器件，IGBT可控硅，晶閘管，熔斷器等以及配套驅(qū)動(dòng)網(wǎng)上供應(yīng)商。公司憑借多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)、不懈的開拓精神及良好的商業(yè)信譽(yù)，在電力電子行業(yè)樹立了良好的企業(yè)形象，同時(shí)與多家電力電子企業(yè)和上市公司長(zhǎng)期保持著穩(wěn)定互信的合作關(guān)系，也是眾多電子廠商（富士、三菱、INFINEON英飛凌、SEMIKRON西門康，IXYS艾賽斯，尼爾，ABB，西瑪，三社、宏微、SIEMENS西門子，BUSSMANN巴斯曼，美爾森等）的誠信代理商。通過多年的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，公司積累了堅(jiān)實(shí)的功率半導(dǎo)體應(yīng)用知識(shí)，為電力拖動(dòng)、風(fēng)力發(fā)電、電焊機(jī)、電力機(jī)車等行業(yè)提供完善的解決方案，為客戶提供技術(shù)支持！大量現(xiàn)貨歡迎來電咨詢。詢價(jià)必回，量大價(jià)優(yōu)！！
對(duì)于IGBT的門極所需的驅(qū)動(dòng)功率的大小計(jì)算，我們經(jīng)常在拿到IGBT規(guī)格書的時(shí)候會(huì)根據(jù)其中的Qg或者輸入電容
Ciss(Ciss=Cge+Cgc)做一個(gè)大致的計(jì)算,P=Qg*ΔVge*f或者P=Ciss*5*ΔVge?*f，今天我們就來聊聊IGBT驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算。
關(guān)于IGBT的使用，我們?cè)谠u(píng)估完IGBT本身特性參數(shù)的時(shí)候，可以重要的就是驅(qū)動(dòng)器的選擇和設(shè)計(jì)了，此時(shí)我們經(jīng)常會(huì)遇到，如Datasheet描述的參數(shù)不是太充分，驅(qū)動(dòng)電阻應(yīng)該如何選擇(這個(gè)一般IGBT廠家都會(huì)有一個(gè)推薦值，在其附近選取，再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整)等等一些不確定因素或者問題，在這之前，我覺得對(duì)于一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)，重要的因素還是其驅(qū)動(dòng)功率，這一點(diǎn)達(dá)不到，其他因素都沒有意義了。
1.
確定門極電荷Qg和門極電容
對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來說，重要的參數(shù)莫過于門極電荷Qg的大小，同時(shí)確定實(shí)際的門極輸入電容Cies的大小，因?yàn)镈atasheet中給到的輸入電容大小一般是個(gè)參考值，確定實(shí)際門極輸入電容是一重要意義的。
我們可以通過測(cè)量門極的充電過程來確定實(shí)際輸入結(jié)電容Cin的大小。首先，在負(fù)載端沒有輸出電壓的情況下，我們可以進(jìn)行下面這樣的計(jì)算：
門極電荷Qg=∫idt=C*ΔV
確定了門極電荷Qg之后，我們可以通過門極充電過程中的門極電壓上升過程，示波器可以測(cè)量出ΔV，那么利用公式可以計(jì)算出實(shí)際的門極輸入電容
Cin=Qg/ΔV
這里的測(cè)得的實(shí)際輸入結(jié)電容Cin在我們的設(shè)計(jì)中是具有很大意義的。
2.
關(guān)于Ciss
在IGBT的Datasheet中，我們經(jīng)常會(huì)看到一個(gè)參數(shù)Ciss，在實(shí)際電路應(yīng)用中，這個(gè)參數(shù)其實(shí)并不算一個(gè)很有用的參數(shù)，是因?yàn)樗峭ㄟ^電橋測(cè)得的，由于測(cè)量電壓太小而不能達(dá)到門極的門檻電壓，實(shí)際開關(guān)過程中的miller效應(yīng)并沒有能包涵在內(nèi)。在測(cè)量電路中，一個(gè)25V的電壓加在集電極上，在這種測(cè)量方法下測(cè)得的結(jié)電容要比Vce=0的時(shí)候要小一些，因此，規(guī)格書中的Ciss這個(gè)參數(shù)一般用于IGBT相互做對(duì)比時(shí)使用。
一般我們使用下面的經(jīng)驗(yàn)公式根據(jù)規(guī)格書的Ciss來計(jì)算輸入電容Cin的大小
Cin=5Ciss
3.
驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算
接下來讓我們看看應(yīng)該如何來計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率。
在輸入結(jié)電容中存儲(chǔ)的能量可以通過如下公式計(jì)算：
W=1/2*Cin*ΔU?
其中，ΔU是門極上上升的整個(gè)電壓，比如在±15V的驅(qū)動(dòng)電壓下，ΔU就是30V。
在每個(gè)周期，門極被充電兩次，一個(gè)IGBT所需的驅(qū)動(dòng)功率我們可以按下式計(jì)算：
P=f*Cin*ΔU?
如果門極電荷先前通過測(cè)量得到了，那么
P=f*Qg*ΔU
這個(gè)功率是每個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)時(shí)所必須的，但門極的充放電時(shí)基本沒有能量損失的，這個(gè)功率實(shí)際上損失在驅(qū)動(dòng)電阻和外部電路中。當(dāng)然，設(shè)計(jì)時(shí)還需要考慮其他方面的損耗，比如供電電源的損耗。
4.
驅(qū)動(dòng)電流的計(jì)算
驅(qū)動(dòng)器的輸出電流必須大于等于實(shí)際所需要的門極驅(qū)動(dòng)電流，計(jì)算公式如下：
Ig,max=ΔU/Rg,min
ΔU是整個(gè)門極上升電壓，而Rg,min是電路中選取的驅(qū)動(dòng)電阻。
