智能功率驅(qū)動芯片IGBT柵級控制方法研究與實現(xiàn).pdf

1、單片集成智能功率驅(qū)動芯片，因其集成度高、功耗低、可靠性高等特點(diǎn)，在高可靠性和低功耗的電力電子應(yīng)用系統(tǒng)中（如電機(jī)驅(qū)動、電源管理等）有著廣泛的應(yīng)用。由于絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)作為功率輸出級被集成在智能功率芯片中，其在開關(guān)階段的過沖和損耗對單片智能功率芯片的可靠性和功耗帶來嚴(yán)重影響。IGBT柵極控制技術(shù)作為單片智能功率驅(qū)動芯片的核心技術(shù)之一，能夠有效控制IGBT開關(guān)階

2、段過沖和損耗，對單片智能功率驅(qū)動芯片的可靠性和功耗有著決定性的作用。
　　本文通過對IGBT的傳統(tǒng)柵極控制技術(shù)進(jìn)行深入地研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)柵極控制技術(shù)通過加快IGBT的開關(guān)速度來減小其開關(guān)損耗，然而，這會帶來較大的電壓或電流過沖，導(dǎo)致對單片智能功率驅(qū)動的可靠性帶來負(fù)面影響;通過減小IGBT的開關(guān)速度來減小電壓電流過沖，但這又會產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗，從而導(dǎo)致單片智能功率驅(qū)動芯片的損耗增加。因此，IGBT的開關(guān)過沖和開關(guān)損耗的關(guān)系需要折衷優(yōu)

3、化。而傳統(tǒng)的柵極控制技術(shù)通過改變柵極電阻的方法來對IGBT開關(guān)過沖和開關(guān)損耗進(jìn)行控制，其折衷優(yōu)化效果一般，不能滿足單片智能功率芯片對高可靠性和低功耗的要求。本文提出的梯度調(diào)制閉環(huán)柵極控制技術(shù)，分別在開通和關(guān)斷兩個階段通過對IGBT集電極電壓dvC/dt和電流梯度diC/dt的調(diào)制，達(dá)到對IGBT開關(guān)過沖和開關(guān)損耗之間的折衷優(yōu)化，從而抑制開關(guān)過沖和降低開關(guān)損耗。為了確定IGBT開關(guān)過程中過沖和損耗之間的關(guān)系，本文基于梯度調(diào)制技術(shù)推導(dǎo)了二者