基于IGBT模块驱动及保护技术研究
IGBT是MOSFET与双极晶体管的填充器件。它既有MOSFET易驱动的特点，又具备功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可长时间工作于几十kHz频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用于中占有了主导地位。 IGBT是电压掌控型器件，在它的栅极-发射极间产生十几V的直流电力，只有A级的漏电流流到，基本上不消耗功率。
IGBT是MOSFET与双极晶体管的填充器件。它既有MOSFET易驱动的特点，又具备功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可长时间工作于几十kHz频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用于中占有了主导地位。 IGBT是电压掌控型器件，在它的栅极-发射极间产生十几V的直流电力，只有A级的漏电流流到，基本上不消耗功率。
但IGBT的栅极-发射极间不存在着较小的寄生电容(几千至上万pF)，在驱动脉冲电压的下降及上升沿必须获取数A的充放电电流，才能符合通车和变频器的动态拒绝，这使得它的驱动电路也必需输入一定的峰值电流。 IGBT作为一种大功率的填充器件，不存在着过流时有可能再次发生瞄准现象而导致损毁的问题。在过流时如使用一般的速度封锁栅极电压，过低的电流变化率不会引发过电压，为此必须使用硬变频器技术，因而掌控好IGBT的驱动和维护特性是十分必要的。
栅极特性 IGBT的栅极通过一层水解膜与发射极构建电隔绝。由于此水解膜外壳，其穿透电压一般不能超过20～30V，因此栅极穿透是IGBT过热的少见原因之一。在应用于中有时虽然确保了栅极驱动电压没多达栅极仅次于额定电压，但栅极连线的宿主电感和栅极-集电极间的电容耦合，也不会产生使水解层损毁的波动电压。
为此。一般来说使用绞线来传输驱动信号，以增大宿主电感。在栅极连线中串联小电阻也可以诱导波动电压。
由于IGBT的栅极-发射极和栅极-集电极间不存在着分布电容Cge和Cgc，以及发射极驱动电路中不存在有产于电感Le，这些产于参数的影响，使得IGBT的实际驱动波形与理想驱动波形不完全相同，并产生了有利于IGBT通车和变频器的因素。这可以用带上续流二极管的电感阻抗电路(闻图1)获得检验。 图1IGBT电源等效电路和通车波形 在t0时刻，栅极驱动电压开始下降，此时影响栅极电压uge下降斜率的主要因素只有Rg和Cge，栅极电压下降较慢。
在t1时刻超过IGBT的栅极门槛值，集电极电流开始下降。从此时开始有2个原因造成uge波形背离原先的轨迹。 首先，发射极电路中的产于电感Le上的感应器电压随着集电极电流ic的减少而增大，从而巩固了栅极驱动电压，并且减少了栅极-发射极间的uge的上升率，减慢了集电极电流的快速增长。
其次，另一个影响栅极驱动电路电压的因素是栅极-集电极电容Cgc的密勒效应。t2时刻，集电极电流超过最大值，进而栅极-集电极间电容Cgc开始静电，在驱动电路中减少了Cgc的容性电流，使得在驱动电路内电阻上的压降减少，也巩固了栅极驱动电压。似乎，栅极驱动电路的电阻就越较低，这种效应就越很弱，此效应仍然保持到t3时刻，uce降至零为止。
它的影响某种程度减慢了IGBT的通车过程。在t3时刻后，ic超过稳态值，影响栅极电压uge的因素消失后，uge以较慢的上升率超过最大值。 由图1波形可显现出，由于Le和Cgc的不存在，在IGBT的实际运营中uge的下降速率减慢了许多，这种妨碍驱动电压下降的效应，展现出为对集电极电流下降及通车过程的妨碍。
为了减慢此效应，应使IGBT模块的Le和Cgc及栅极驱动电路的内阻尽可能小，以取得较慢的通车速度。 IGBT变频器时的波形如图2右图。
t0时刻栅极驱动电压开始上升，在t1时刻超过刚刚能保持集电极长时间工作电流的水平，IGBT转入线性工作区，uce开始下降，此时，栅极-集电极间电容Cgc的密勒效应支配着uce的下降，因Cgc耦合电池起到，uge在t1-t2期间基本恒定，在t2时刻uge和ic开始以栅极-发射极间固有电阻所要求的速度上升，在t3时，uge及ic皆再降零，变频器完结。
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