CN107070186A - 一种igbt栅极电阻可变电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IGBT栅极电阻可变电路,包括IGBT驱动电路、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管、场效应管、IGBT;所述第一电阻为IGBT栅极电阻;所述场效应管为N沟道增强型;所述IGBT驱动电路经由正、负极接线端输出驱动电压,驱动电压为正用于开通IGBT,驱动电压为负用于关断IGBT;IGBT驱动电路的正极与第一电阻的一端及场效应管的源极相连;IGBT驱动电路的负极与IGBT的发射极、第二电阻的一端及第二二极管的阴极相连;场效应管的栅极与第二电阻的另一端及第二二极管的阳极相连;第一电阻的另一端与IGBT的栅极及第一二极管的阳极相连;场效应管的漏极与第一二极管的阴极相连。本发明与现有技术相比,优点是IGBT的关断状态不会受到集电极‑发射极间高频电压分量的影响。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源技术,具体涉及一种IGBT驱动电路与IGBT栅极之间串联电阻可变电路,IGBT即指绝缘栅双极型晶体管。
技术背景
IGBT广泛应用于各类开关电源,在IGBT驱动电路与IGBT栅极之间通常都要串入一个电阻即栅极电阻来调整IGBT的开关特性,如图1所示Rg就是栅极电阻,但此电阻的存在不利于IGBT的可靠关断:当IGBT驱动电路输出负压即经由栅极电阻使IGBT栅极电压低于发射极电压时,IGBT应处于关断状态,但此时IGBT所承受的电压,即IGBT的集电极和发射极之间的电压一般并不稳定,往往包含高频分量,由于密勒效应,其中的高频电压会传递到IGBT的栅极,且由于栅极电阻对IGBT驱动电路的输出有一定的隔离作用,使得IGBT栅极与发射极之间的电压有可能由负变正,从而导致IGBT由关断变为开通。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种简单电路在IGBT被关断后将栅极电阻短路,从而避免栅极电阻妨碍驱动电路对IGBT的关断作用。
为了实现上述目的,本发明提供的技术方案为:一种IGBT栅极电阻可变电路,包括IGBT驱动电路、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管、场效应管、IGBT;所述第一电阻为IGBT栅极电阻;所述场效应管为N沟道增强型;所述IGBT驱动电路经由正、负极接线端(以下正、负极接线端也分别简称为正极、负极)输出驱动电压,驱动电压为正(即正极电位高于负极电位)用于开通IGBT,驱动电压为负(即正极电位低于负极电位)用于关断IGBT;IGBT驱动电路的正极与第一电阻的一端及场效应管的源极相连;IGBT驱动电路的负极与IGBT的发射极、第二电阻的一端及第二二极管的阴极相连;场效应管的栅极与第二电阻的另一端及第二二极管的阳极相连;第一电阻的另一端与IGBT的栅极及第一二极管的阳极相连;场效应管的漏极与第一二极管的阴极相连。
本发明与现有技术相比,优点是驱动电路输出负压关断IGBT后,栅极电阻被短路,因而消除了密勒效应,使得IGBT的关断状态不会受到集电极-发射极间高频电压分量的影响。
附图说明
图1为IGBT栅极与驱动电路之间串联电阻的常用技术原理图。
图2为本发明所述一种IGBT栅极电阻可变电路原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图2所示,本发明实施例所述的一种IGBT栅极电阻可变电路,包括IGBT驱动电路、第一电阻Rg、第二电阻R、第一二极管D1、第二二极管D2、场效应管Q及IGBT;第一电阻Rg为IGBT栅极电阻;场效应管Q为N沟道增强型;IGBT驱动电路经由正极和负极接线端输出驱动电压;IGBT驱动电路的正极与第一电阻Rg的一端及场效应管Q的源极相连;IGBT驱动电路的负极与IGBT的发射极、第二电阻R的一端及第二二极管D2的阴极相连;场效应管的栅极与第二电阻R2的另一端及第二二极管D2的阳极相连;第一电阻Rg的另一端与IGBT的栅极及第一二极管D1的阳极相连;场效应管Q的漏极与第一二极管D1的阴极相连。
本实施例上述电路的工作原理如下:当IGBT驱动电路输出正电压,即其正极电位高于负极电位时,此正电压经由第一电阻Rg加到IGBT的栅极与发射极之间,从而开通IGBT,第一二极管D1阻止了此正电压经由场效应管Q加到IGBT的栅极,同时此正电压经由第二电阻R与第二二极管D2的并联电路加到场效应管Q的源极和栅极之间,即栅极与源极之间是负电压,使场效应管Q截止,且由于第二二极管D2正向导通,故能迅速使场效应管Q进入截止状态,从而保证IGBT开通时场效应管Q总是截止的;当IGBT驱动电路输出负电压,即其正极电位低于负极电位时,此负电压经由第一电阻Rg加到IGBT的栅极和发射极之间,从而关断IGBT,同时此负电压使第二二极管D2截止,故此负电压只能经由第二电阻R给场效应管Q栅-源极间电容充电,场效应管Q要等到此电容上的电压即栅源电压达到开启阈值时,才会由截止变为导通,第二电阻R阻值的选取原则是在IGBT关断之后尽快使场效应管Q导通,从而使得IGBT驱动电路输出的负电压可经由场效应管Q与第一二极管D1的串联支路加到IGBT的栅极与发射极之间,由于此支路的导通电阻要远小于IGBT栅极电阻Rg,相当于将IGBT驱动电路输出的负电压直接加到IGBT的栅极和发射极之间,故能减小甚至消除IGBT集电极与发射极之间电压高频分量对IGBT栅极与发射极间电压的密勒效应,提高IGBT的关断可靠性;作为场效应管Q和第一二极管D1,应选用导通电阻小的元件;IGBT驱动电路输出的正电压一般约为15伏,负电压一般在-5~-15伏之间。
以上所述实施例只为本发明较佳实施例,并非以此限制本发明的实施范围,故凡依本发明之形状、原理所作的变化,均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种IGBT栅极电阻可变电路,其特征在于:包括IGBT驱动电路、第一电阻(Rg)、第二电阻(R)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、场效应管(Q)及IGBT;所述第一电阻(Rg)为IGBT栅极电阻;所述场效应管(Q)为N沟道增强型;所述IGBT驱动电路经由正极和负极接线端输出驱动电压;所述IGBT驱动电路的正极与第一电阻(Rg)的一端及场效应管(Q)的源极相连;IGBT驱动电路的负极与IGBT的发射极、第二电阻(R)的一端及第二二极管(D2)的阴极相连;场效应管的栅极与第二电阻(R2)的另一端及第二二极管(D2)的阳极相连;第一电阻(Rg)的另一端与IGBT的栅极及第一二极管(D1)的阳极相连;场效应管(Q)的漏极与第一二极管(D1)的阴极相连。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT栅极电阻可变电路,其特征在于:所述IGBT驱动电路输出正电压时,使IGBT开通,输出负电压时使IGBT关断。
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CN114039478A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-02-11 | 石家庄国耀电子科技有限公司 | 大功率雷达专用静默电源 |
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