IGBT 驱动电路的选择及驱动电阻的选择 IGBT 驱动电路的选择 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 在今天的电力电子领域中已经得到广泛的应用，在实际使用 中除 IGBT 自身外，IGBT 驱动器的作用对整个换流系统来 说同样至关重要。驱动器的选择及输出功率的计算决定了换 流系统的可靠性。驱动器功率不足或选择错误可能会直接导 致 IGBT 和驱动器损坏。以下总结了一些关于 IGBT 驱动器 输出性能的计算方法以供选型时参考。 IGBT 的开关特 性主要取决于 IGBT 的门极电荷及内部和外部的电阻。图 1 是 IGBT 门极电容分布示意图，其中 CGE 是栅极-发射极电 容、CCE 是集电极-发射极电容、CGC 是栅极-集电极电容 或称米勒电容（Miller Capacitor）。门极输入电容 Cies 由 CGE 和 CGC 来表示，它是计算 IGBT 驱动器电路所需输 出功率的关键参数。该电容几乎不受温度影响，但与 IGBT 集电极-发射极电压 VCE 的电压有密切联系。在 IGBT 数据 手册中给出的电容 Cies 的值，在实际电路应用中不是一个 特别有用的参数，因为它是通过电桥测得的，在测量电路中， 加在集电极上 C 的电压一般只有 25V(有些厂家为 10V)，在 这种测量条件下，所测得的结电容要比 VCE=600V 时要大 一些(如图 2)。
由于门极的测量电压太低(VGE=0V )而不是门 极的门槛电压，在实际开关中存在的米勒效应（Miller 效应） 在测量中也没有被包括在内，在实际使用中的门极电容 Cin 值要比 IGBT 数据手册中给出的电容 Cies 值大很多。因此， 在 IGBT 数据手册中给出的电容 Cies 值在实际应用中仅仅只 能作为一个参考值使用。 确定 IGBT 的门极电荷 对于设计一个驱动器来说， 最重要的参数是门极电荷 QG(门极电压差时的 IGBT 门极 总电荷)，如果在 IGBT 数据手册中能够找到这个参数，那么 我们就可以运用公式计算出： 图一门极驱动能量 E = QG ? UGE = QG ? [ VG(on) - VG(off) ] 门极驱动功率 PG = E ? fSW = QG ? [ VG(on) - VG(off) ] ? fSW 驱动器总 功率 P = PG + PS（驱动器的功耗） 平均输出电流 IoutAV = PG / ΔUGE = QG ? fSW 最高开关频率 fSW max. = IoutAV(mA) / QG(μC) 峰值电流 IG MAX = ΔUGE / RG min = [ VG(on) - VG(off) ] / RG min 其中 的 RG min = RG extern + RG intern fsw max. : 最高 开关频率 IoutAV : 单路的平均电流 QG : 门极电压差时的 IGBT 门极总电荷 RG extern : IGBT 外部的门极电阻 RG intern : IGBT 芯片内部的门极电阻但是实际上在很多情况 下，数据手册中这个门极电荷参数没有给出，门极电压在上 升过程中的充电过程也没有描述。
图 2 这时候最好是按照 IEC 60747-9-2001 - Semiconductor devices Discrete devices - Part 9: Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs) 所给出的测试方法测量出开通能量 E，然后再 计算出 QG。 E = ∫IG ? ΔUGE ? dt = QG ? ΔUGE 这种方法虽然准确但太繁琐，一般情况下我们可以简单地利 用 IGBT 数据手 册中所给出的输入电容 Cies 值近似地 估算出门极电荷： 如果 IGBT 数据表给出的 Cies 的条 件为 VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz，那么可以近似的认 为 Cin=4.5Cies， 门极电荷 QG ≈ ΔUGE ? Cies ? 4.5 = [ VG(on) - VG(off) ] ? Cies ? 4.5 Cies : IGBT 的输入电 容（Cies 可从 IGBT 手册中找到） 如果 IGBT 数据表 给出的 Cies 的条件为 VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz， 那么可以近似的认为 Cin=2.2Cies，门极电荷 QG ≈ ΔUGE ? Cies ? 2.2 = [ VG(on) - VG(off) ] ? Cies ? 2.2 Cies : IGBT 的输入电容（Cies 可从 IGBT 手册中找到） 如果 IGBT 数据手册中已经给出了正象限的门极电荷曲线igbt驱动电阻选择， 那么只用 Cies 近似计算负象限的门极电荷会更接近实际值： 门极电荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE ? Cies ? 4.5 = QG(on) + [ 0 - VG(off) ] ? Cies ? 4.5 -- 适用于 Cies 的测试条件 为 VCE = 25 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的 IGBT 门极电 荷 QG ≈ QG(on) + ΔUGE ? Cies ? 2.2 = QG(on) + [ 0 VG(off) ] ? Cies ? 2.2 -- 适用于 Cies 的测试条件为 VCE = 10 V, VGE = 0 V, f= 1 MHz 的 IGBT 当为各个 应用选择 IGBT 驱动器时，必须考虑下列细节： ? 驱动 器必须能够提供所需的门极平均电流 IoutAV 及门极驱动功 率 PG。驱动器的最大平均输出电流必须大于计算值。 ? 驱动器的输出峰值电流 IoutPEAK 必须大于等于计算得到 的最大峰值电流。 ? 驱动器的最大输出门极电容量必 须能够提供所需的门极电荷以对 IGBT 的门极充放电。在 POWER-SEM 驱动器的数据表中igbt驱动电阻选择，给出了每脉冲的最大输 出电荷，该值在选
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