一種IGBT負載回路濾波電路的設計

王益凡，楊圣敏，畢慶生

（貴州振華群英電器有限公司（國營第八九一廠），貴州貴陽， 550000）

0 引言

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型半導體器件）凝聚了高電壓大電流晶閘管制造技術和大規模集成電路微細加工技術的精華[1~3]。其在導通狀態或短路狀態都可以承受電流沖擊。在設計上將MOS和雙極型晶體管結合起來，性能上兼備雙極型器件壓降小、電流密度大和MOS器件開關快、頻率特性好等雙重優點[4]。反向電動勢主要由電路回路中的雜散電感及感性負載在高頻率地接通關斷瞬間所產生的[5~7]，其在電子電路設計中危害極大，所產生的反向電壓尖峰極易損壞其他器件。基于這一現狀，設計一套電壓尖峰濾波電路是非常必要的。本文設計一款電壓尖峰濾波電路采用電容、電阻及二極管設計產生，不同的參數及連接方法適用于不同的功率回路中，設計中主要針對電壓尖峰值及開關頻率進行設計。

1 系統設計

由于電路中分布電感的存在，加之IGBT的開關速度較高，當IGBT關斷時及與之并聯的反向恢復二極管逆向恢復時，就會產生很大的浪涌電壓Ldi/dt，威脅IGBT的安全，母線電壓UCESP=U額+Ldi/dt，如果超過IGBT的CE極耐壓值，就可能損壞IGBT[8~10]，本設計采用濾波電路作為負載回路尖峰保護系統，能夠將高于母線額定電壓的電壓尖峰濾除，使負載回路電壓工作在IGBT最大耐壓范圍內，且不影響IGBT接通關斷時間。IGBT驅動分為高邊驅動及低邊驅動兩種方式。高邊驅動是功率負載位于IGBT后端連接也就是IGBT的發射極，低邊驅動是功率負端位于IGBT前端連接也就是IGBT的集電極。……