IGBT的两级关断

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的两级关断(Two-stage turn-off)是一种优化关断过程的方法,主要用于减少关断时的电压过冲dv/dt(电压变化率)过高的问题,特别是在大功率应用中(如变频器、逆变器和高压直流输电等)。


为什么需要两级关断?

在 IGBT 关断时,集电极电流迅速下降,同时由于电感效应(电流突变导致电压尖峰),容易产生高电压过冲(V_ce spike),甚至可能超过 IGBT 的耐压极限,导致器件损坏。同时,dv/dt 过高可能引起寄生电流,影响电路稳定性。


两级关断的实现

基本原理

两级关断的核心思想是:

  1. 第一阶段(软关断):先以较小的栅极驱动电流逐步降低 IGBT 导通电流,从而限制 dv/dt 和电压过冲。
  2. 第二阶段(快速关断):当 IGBT 导通电流减少到一定程度后,再快速拉低栅极电压,使 IGBT 彻底关断。

实现方法

两级关断通常通过栅极驱动电路实现,主要方法如下:

  1. 双电阻关断(Two-stage gate resistor turn-off)

    • 在 IGBT 关断时,先通过较大电阻(R_soft_off)来限制关断速度,减少 dv/dt 和电压过冲。
    • 随后,在 IGBT 电流降低到一定水平后,切换到较小电阻(R_fast_off)加速关断。
  2. 双级电流源驱动

    • 采用两级电流源驱动电路,在 IGBT 关断初期提供一个较小的放电电流(限制 dv/dt),随后切换到较大的放电电流完成关断。
  3. 有源钳位(Active Clamping)

    • 在两级关断的基础上,增加一个 TVS(二极管稳压)或有源钳位电路,进一步抑制电压尖峰。

两级关断的优缺点

优点

减少电压过冲 ,降低 IGBT 损坏风险

降低 dv/dt ,减少电磁干扰(EMI)

提高系统可靠性,减少器件应力

缺点

❌ 需要更复杂的栅极驱动电路

❌ 可能会增加 IGBT 关断损耗(软关断阶段会有部分功率损耗)



总结

IGBT 两级关断 是一种优化关断过程的策略,通过先缓慢关断,后快速关断的方式,减少电压过冲和 dv/dt 影响,提高系统可靠性,特别适用于大功率、高压应用。

TIDA-01605 Schematic (Rev. A)

相关推荐
不能跑的代码不是好代码3 小时前
STM32窗口看门狗(WWDG)知识点及标准库使用指南
stm32·单片机·嵌入式硬件
bingquan33333 小时前
在 Ghidra 中分析STM32裸机固件
stm32·单片机·嵌入式硬件
羽获飞3 小时前
从零开始学嵌入式之STM32——11.STM32---USART串行通讯
stm32·单片机·嵌入式硬件
宵时待雨4 小时前
STM32笔记归纳9:定时器
笔记·stm32·单片机·嵌入式硬件
逐步前行4 小时前
STM32_新建工程(寄存器版)
stm32·单片机·嵌入式硬件
bai5459365 小时前
STM32 CubeIDE 通过PWM占空比控制舵机角度
stm32·单片机·嵌入式硬件
松涛和鸣7 小时前
72、IMX6ULL驱动实战:设备树(DTS/DTB)+ GPIO子系统+Platform总线
linux·服务器·arm开发·数据库·单片机
简单中的复杂7 小时前
【避坑指南】RK3576 Linux SDK 编译:解决 Buildroot 卡死在 host-gcc-final 的终极方案
linux·嵌入式硬件
上海合宙LuatOS7 小时前
LuatOS核心库API——【audio 】
java·网络·单片机·嵌入式硬件·物联网·音视频·硬件工程
Hhh __灏8 小时前
stm32的SRAM内存不足如何分析和优化?堆栈空间如何优化?
单片机