Gate Resistor Selection

 2018年03月14日
驅動電阻的選擇
大多數的 PI ScaleTM-2 驅動器都具有獨立的柵級路徑 GH ( Turn on )及 GL ( Turn off ),用於連接開通和關斷的 Gate 電阻。分別使用開通和關斷 Gate 電阻是一個強制性的要求,如圖中所示。如果 GH 直接連接到 GL 則可能導致驅動器功耗增大和震盪現象。2SC0106T 不受此約束。

此外,出於多種原因考量,應使 Gate 迴路的電感值盡量低

     - 較高的 Gate 迴路電感將會改變 IGBT 的開關性能。特別是,開通時換流速度會加快,這會導致相應續流(飛輪)二極體的工作點超出 SOA
     - 不允許使用大電感電阻 (如繞線電阻)。建議使用大功率阻燃型 1206 SMD 電阻 ( 如 Vishay 的 CRCW1206 電阻 ) 或金屬膜引線電阻 ( 如 Vishay 的 PR02 或 PR03 ),並測量 Gate 電阻在實際開關頻率下的溫升,以避免過載。通常推薦的最大溫升為 40K 或更低。而且,不得超出 Gate 電阻的峰值功率
     - 降低 Gate 迴路電感能夠減少可能偶合進入 Gate 電路的外部磁場。此類的耦合磁場可能會改變門及驅動器的行為,產生震盪,甚至在某些情況下會導致 IGBT 超出 SOA。如果可能或必要的話,可使用屏蔽來減少外部磁場的干擾




驅動電阻的最小值
補充一點,其實 IGBT 驅動電阻有定義了能接受的最小值,這是 IGBT 廠商在測試驗證單體規格所用的最小阻值,所有廠商規格書內所用的皆是最小值,也是廠商驗證過能確保 IGBT 不震盪工作的最快能力。
由於是做單體測試,所以表示 IGBT 測試環境已是在最佳化的條件,極小化漏感,極小化迴路;而在實務系統應用時,因應用上的許多限制,是比較難以達到的環境,而且還需考慮到 Free-Wheeling Diode 反向回復行為;所以一般在系統測試的初期,我們會以最小值 ( Datasheet 標示 ) 的兩倍,來作為驗證的開始,以確保系統能相對穩定安全。


以下為幾家廠商參考資料
infoneon’s application note AN2011-05




Semikron application note AN-7003