適用于IGBT驅動電路的EL3120
時間：2022-10-20 17:09:51 作者：admin 點擊：次
如今整個世界趨勢講究綠能環保，以電能源取代傳統的石化燃料能源，而選用高效率、高功率的元件，是解決環境污染和降低碳排放的關鍵問題之一。
IGBT作為功率控制元件，它擁有擁有高輸入阻抗及低導通壓降 擁有高輸入阻抗及低導通壓降 (低導通阻抗)的優點，在一些高效率設備上通常都有應用到IGBT功率控制元件，例如電動車、馬達驅器風力 /太 陽能發電、再生源逆變器 (Renewable Energy Inverter)及 UPS不斷電系統等等設備上。
本篇文章小編給大家簡單說明一下有關IGBT的主要特性。
IGBT主要特性
導通和關閉的特性決定開關功率元件的性能并連帶影響元件的功率損耗。導通和關閉的速度主要取決于 IGBT 內部的輸入電容（CGE）和米勒電容（CGC）。下圖為 IGBT 寄生電容示意圖。
IGBT 在切換到導通狀態過程中，閘極充電電壓會有一段區間變得平坦，稱之為米勒平臺，其中米勒電容（CGC）會影響米勒平臺的時間長短，進而影響 IGBT 開啟與關閉的速度。IGBT 閘極的充電過程如下圖 所示，閘極充電至額定電壓所需的電荷量為（Qg），在 IGBT 規格書上可得知此參數。
GBT 是電壓驅動元件，需要閘極電壓來使集極與射極導通或關閉，由于 IGBT 輸入電容（CGE）較大，因此在關閉時使用負電壓作為驅動，可以確保閘極在零電壓以下, 抵抗米勒效應對閘極的干擾，防止閘極重新啟動，如下圖顯示為具有負電壓的閘極驅動電路。
當 IGBT 截止時，集極電壓會快速上升，會在閘極產生較大的電壓，因此將齊納二極體反接到IGBT 的閘極與射極時，可以防止閘極上遭到過電壓而損壞（通過鉗位限制閘極的電壓），防止 VGE被擊穿。
接下來介紹下IGBT 閘極驅動器 EL3120 在不同的應用需求中常見的電路配置型態。
IGBT 閘極驅動器 EL3120介紹:
EL3120是8 PIN封裝的IGBT GATE DRIVER，最大驅動電流為2.5A，具有高速驅動及低功耗的特性，擁有±25KV共模雜訊抑制能力(CMTI)，非常適合用于IGBT的驅動電路。
1.閘極驅動器欠壓鎖定
EL3120 驅動器具有欠壓鎖定（UVLO）功能，可以確保EL3120電源電壓過低的情況下停止輸出IGBT閘極的控制訊號，避免EL3120輸出電壓低于IGBT閘極最小驅動電壓(Vgth)，導致工作模式轉移到線性區造成高功耗的情況，提高驅動電路的安全性。
2.IGBT 驅動電路計算范例
以下為實際應用案例，EL3120 等效電路如圖 10 所示，其內部使用的 MOSFET 具有較低的導通阻抗(ROH/ROL)，EL3120 可以使用或不使用負電壓作為關閉 IGBT 的驅動，在不使用負電壓時，其關閉時候的閘極電壓 VOL 小于 0.5V，可以確保 IGBT 不會因米勒平臺效應導致 IGBT 重新啟動，造成短路。
GBT 內部閘極電阻為(R_Gint)，當 EL3120 輸出處于低準位時，此時 IGBT 閘極對地的路徑為Rg+ROL+ R_Gint，若 Rg+ROL+ R_Gint越低，則 IGBT 閘極越不容易受米勒效應影響。閘極的放電路徑越長產生的寄生電感及電阻也越大，容易受雜訊干擾影響性能，故建議盡可能縮短 PCB Layout 路徑。
以上為 IGBT 的基本特性介紹及計算案列，在許多應用中 IGBT 一般作為馬達的驅動元件，因此需要使用光耦驅動器作為隔離器件，以提高雜訊抑制能力和安全性。
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